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(一)教學目的

1.知道電流的熱效應。

2.在觀察實驗的基礎上引出焦耳定律。

3.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用。

(二)教具

如圖的實驗裝置一套(比課本上圖9梍7的實驗裝置多用一個乙瓶和一塊電流表)。

(三)教學過程

1.引入新課問:(

l)燈泡發光一段時間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?(

2)電風扇使用一段時間后,用手觸摸電動機部分有什么感覺?為什么?學生回答:發燙。是電流的熱效應。

再通過課本本節開始的“?”和圖1,引入新課。

2.進行新課:

①介紹如圖1的實驗裝置,告訴學生RA>RB,RB=RC,通電后,IA=IB,IB<IC(從電流表的示數可知道I的數值)。

②問:該實驗的目的是什么?(研究電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關)

③問:該實驗的原理是什么?觀察什么?向學生講述:當電流通過電阻絲A、B、C時,電流產生的熱量就使三個瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹,瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升。電流產生的熱量越多,液面就會上升得越高。我們可以通過三個管中液面上升的高度比較電流產生的熱量。

④教師演示實驗,記錄下在同一時刻三管中煤油液面的高低情況:hC>hA>hB。

⑤分析:

問:比較A、B兩瓶,什么相同?(I、t相同),什么不同?(R不同,RA>RB;玻璃管中煤油上升的高度不同,hA>hB)說明什么?

引導學生回答:在通電電流和通電時間相同的條件下,電阻越大,電流產生的熱量越多。

問:比較B、C兩瓶,同上問(略)。

引導學生回答:在電阻和通電時間相同的條件下,電流越大,電流產生的熱量越多,教師指出;進一步的研究表明產生的熱量與電流的平方成正比。

問:上述實驗中,若通電時間越長,瓶中煤油上升得將會怎樣?(學生答;越高)引導學生回答:在通電電流和電阻相同的條件下,通電時間越長,電流產生的熱量越多。(2)師生共同歸納,教師指出,英國物理學家焦耳通過大量的實驗,總結出焦耳定律。

①內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。

②公式:Q梍I2Rt。③單位:

I一安,R一歐,t一秒,Q一焦。注意:焦耳定律是實驗定律,在此可向學生講一些焦耳的故事,以激發學生勤奮學習,不怕困難,勇于攀登的精神。

(

3)根據電功公式和歐姆定律推導焦耳定律。若電流做的功全部用來產生熱量即

Q梍W,又∵W=UIt

,根據歐姆定律U=IR

,∴Q=W=UIt=I

2Rt

開(4)指出:焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算,對只存在電

(5)例題:

例2:某導體的電阻是2歐。當1安的電流通過時,l分鐘產生的熱量是多少焦?

例3:一只“220V45W”的電烙鐵,在額定電壓下使用,每分鐘產生的熱量是多少?你能用幾種方法解此題?

(6)討論:(先由學生說,然后在教師的引導下進行歸納)

①課文前面“?”中的為什么“覺察不出和燈相連的電線發熱”。

分析:因為電線和燈串聯,通過它們的電流是一樣大,又因為燈的電阻比電線的大得多,所以根據焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同時間內電流通過燈產生的熱量比通過電線產生的熱量大得多。因此,燈泡熱量發光,而電線卻感覺不到熱。

②課文前面“?”中的和電爐相連的電線為什么顯著發熱?

分析:照明電路的電壓是一定的,由P=UI可知,電路中接入大功率電爐時,通過的電流大,在電線的電阻相同的情況下,跟電爐相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。所以根據焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同的時間內,電流通過跟電爐相連的電線產生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產生的熱量大得多。因此跟電爐相連的電線顯著發熱,有可能燒壞它的絕緣皮,甚至引起火災。

③討論課本本節中的“想想議議”,讓學生自己說。

討論小結:應用公式解釋判斷問題時,必須注意條件。

3.小結:略。

(四)說明

1.研究焦耳定律的實驗是把課本上的1、2兩次實驗同時進行。閉合開關后,讓學生同時觀察三個瓶里玻璃管中煤油液面升高的情況(在課前就把實驗電路連接好),這樣,可以把更多的時間花在分析實驗,引出焦耳定律及運用焦耳定律上。

2.Q=W只對純電阻電路(如燈泡、電爐等)適用,對非純電阻電路(如含電動機的電路)不適用,這一點要向學生交待清楚。