蘇科版《15.3 電熱器 電流的熱效應》教學設計

許穎華

一、教學目標

1.知道電熱器是主要利用電流熱效應工作的裝置。

2.通過實驗探究，知道電熱器產(chǎn)生的熱量與電熱器的電流、電阻、時間的關系，領會控制變量法的應用和學會用轉換的方法來比較電阻絲的發(fā)熱多少。

3.針對與電熱有關的實際問題，提升運用焦耳定律分析問題、解決問題的能力。

二、教學重點

實驗探究電熱器產(chǎn)生的熱量與通過導體的電流、電阻、時間的關系。

三、教學難點

在探究過程中，領會控制變量、轉換以及對比觀察的基本

方法。

四、教學器材

電源、錐形瓶、煤油、電流表、滑動變阻器、導線、開關。

五、教學設計

（一）創(chuàng)設情境，引入新課

引入：提前讓學生預習電熱器定義并找家庭里電熱器的事例，上課時讓學生展示自己找的圖片（如電暖器、電水壺、電爐）提問：這些電熱器工作時，將電能轉化為什么能呢？

歸納：導體中有電流通過時會發(fā)熱，將電能轉化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象稱為電流的熱效應。主要利用電流熱效應來工作的裝置稱為電熱器。

追問：電流的熱效應對我們都是有利的嗎？課件展示生活素材讓學生了解電熱器的危害。所以對電熱器有利的部分要充分利用，有害的部分要盡可能減少。

（二）探究影響電流熱效應的因素

展示電爐的使用錄像，提問：電爐接入電路中時，電爐和電線中流過相同的電流，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線幾乎不發(fā)熱。

思考：電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量的多少可能與哪些因素有關？展開猜想：現(xiàn)象一：電爐絲通電能產(chǎn)生熱。猜想一：電爐絲產(chǎn)生的熱量與電流有關?，F(xiàn)象二：電爐絲過一會才會發(fā)熱。猜想二：電爐絲產(chǎn)生的熱量與通電時間有關。

事實：電爐絲的材料是鎳鉻合金絲，導線材料是銅。猜想三：導體通電時產(chǎn)生的熱量多少與導體的電阻大小有關。

設計實驗：實驗中控制液體的種類和質(zhì)量相同。

探究一：電熱與電阻的關系：控制電流和通電時間相同，只改變電阻，比較產(chǎn)生熱量的多少。

問題1：選擇相同的電阻還是不同的電阻？（不同的電阻）

問題2：不同的電阻如何控制電流和通電時間相同？（將兩個阻值不同的電阻串聯(lián)）

問題3：如何比較電流產(chǎn)生熱量的多少？（對相同的質(zhì)量的液體如煤油進行加熱，比較升高的溫度，轉換法）

結論：在電阻和通電時間相同時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量與導體電流的平方成正比。

探究二：電熱與電流的關系：控制電阻和通電時間相同，只改變電流，比較產(chǎn)生熱量的多少。

問題：如何實現(xiàn)在電阻和通電時間相同時，讓電流不同？只要調(diào)節(jié)電路中滑動變阻器的滑片，就可以改變電路中電流的大小。（滑動變阻器的作用）

結論：在電流和通電時間相同時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量與導體的電阻成正比。

探究三：電熱與通電時間的關系：控制電流和電阻相同，只改變通電時間，比較產(chǎn)生熱量的多少。如何用現(xiàn)有的電路實現(xiàn)？

結論：在電流和電阻相同時，電流通過導體產(chǎn)生的熱量與通電時間成正比。

（三）焦耳定律

英國物理學家通過大量實驗，總結出焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比。公式：Q=I2Rt

展示補充的實驗器材，讓學生思考兩個實驗各是研究電熱與什么因素的關系？如何比較電流產(chǎn)生熱量的多少？兩個實驗通過電阻絲讓火柴點燃的先后判斷誰產(chǎn)生的熱量多。

1.電熱與電阻的關系。

2.電熱與電流的關系。

（四）聯(lián)系實際，解釋現(xiàn)象

解釋：為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻不太熱？

追問：家庭電路中接入更多大功率的用電器時，導線將顯著發(fā)熱，嚴重的話會燒壞導線的絕緣皮，甚至會引起火災，這又是為什么？

（五）簡單計算

例題：某電熱器接入220V的電路中正常工作時，其電阻絲的電阻為55Ω，則該電熱器在20min內(nèi)會產(chǎn)生多少熱量？（留課后思考題：可以用W=UIt求解嗎？）

（六）歸納小結，板書設計

1.電熱器的工作原理：電流的熱效應。

2.焦耳定律：（1）內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電的時間成正比。（2）公式：Q=I2Rt。

編輯 溫雪蓮