第四節(jié) 科學(xué)探究:電流的熱效應(yīng)教學(xué)目標(biāo)(1)知道電流的熱效應(yīng)(2)通過(guò)探究，知道電熱與哪些因素有關(guān)，知道運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)化法探究影響電熱的因素。(3)知道焦耳定律內(nèi)容、公式及適用范圍。(4)結(jié)合本節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)、事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)理解電流熱效應(yīng)，探究電熱和電阻、電流以及通電時(shí)間關(guān)系，焦耳定律。教學(xué)難點(diǎn)：如何比較電流產(chǎn)生的熱量多少；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出電流產(chǎn)生的熱量和電流、電阻以及通電時(shí)間的定性關(guān)系。教學(xué)過(guò)程：一、新課引入師：出示白紙燈泡、電熱水壺、電烤箱圖片，讓學(xué)回憶并思考，把手靠近發(fā)光的白熾燈泡，會(huì)感到燈泡發(fā)熱；給熱水壺通電可以將其中的涼水加熱；給電烤箱通電可以將其中的面包烤熟；那么這些能量從哪里來(lái)的呢？ 生：電流通過(guò)用電器產(chǎn)生熱量了，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。師：電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。引出本節(jié)課的課題。二、學(xué)習(xí)新課師：思考（1）白熾燈的燈絲熱得發(fā)光，而與之相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電阻有關(guān)系嗎？有什么關(guān)系？（2）剛剛發(fā)光的燈泡并不熱，而過(guò)一會(huì)兒就會(huì)燙手。燈絲產(chǎn)生熱量的多少與發(fā)光時(shí)間有關(guān)系嗎？有什么關(guān)系？（3）通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與通過(guò)它的電流有關(guān)系嗎？有什么關(guān)系？讓我們一起來(lái)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。(二)實(shí)驗(yàn)探究：電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)1、猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少會(huì)和哪些因素有關(guān)。請(qǐng)同學(xué)進(jìn)一步體驗(yàn)電取暖器的使用情況進(jìn)而猜想電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少會(huì)和哪些因素有關(guān)。引導(dǎo)學(xué)生分別以電阻絲發(fā)熱而電線不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象和高溫、低溫檔工作時(shí)、通電時(shí)間不同時(shí)電阻絲發(fā)熱程度不同的現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：電熱和電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想：師：要對(duì)以上猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？生：討論，交流。師：請(qǐng)學(xué)生回答，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)控制變量法得出具體實(shí)驗(yàn)方案，并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。問(wèn)：如何比較不同導(dǎo)體產(chǎn)生電熱的多少呢？生：用手摸，或用溫度計(jì)直接測(cè)量等方法。師：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)轉(zhuǎn)化法比較受熱煤油溫度升高的多少判斷電熱的多少。3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：探究在電流和電阻相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量和通電時(shí)間的關(guān)系。連接好電路，檢查無(wú)誤后接通電源，按下計(jì)時(shí)器并同時(shí)記錄溫度計(jì)的示數(shù)。保持電流的大小不變，每間隔一定時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并填寫(xiě)到設(shè)計(jì)好的表格中。實(shí)驗(yàn)二：探究在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生熱量和電阻的關(guān)系。將阻值不等的兩個(gè)電阻絲分別放在盛有等質(zhì)量煤油的錐形瓶里，并插入溫度計(jì)，串聯(lián)起來(lái)接入電路中。合上開(kāi)關(guān)，觀察在兩分鐘內(nèi)兩支溫度計(jì)示數(shù)升高的情況，并將實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)填在已發(fā)的表格里。實(shí)驗(yàn)要求：電路連接好，將滑片放在阻值最小端，觀察并記錄初溫。然后再看屏幕上的時(shí)鐘同時(shí)合上開(kāi)關(guān)計(jì)時(shí)，兩分鐘后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并記錄末溫和電流。實(shí)驗(yàn)三：探究在電阻、通電時(shí)間相同時(shí)電流產(chǎn)生的熱量和電流大小的關(guān)系。利用滑動(dòng)變阻器使電流減小，再觀察兩分鐘內(nèi)阻值較大瓶?jī)?nèi)溫度計(jì)升高的示數(shù)，并記錄在表格里。實(shí)驗(yàn)要求：先用試觸的方法將電流調(diào)小約0.3A左右，再記錄阻值較大瓶中煤油初溫，并迅速合上開(kāi)關(guān)同時(shí)計(jì)時(shí)，兩分鐘后同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)并記錄末溫和電流。（兩次實(shí)驗(yàn)要求見(jiàn)課件）4、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：要求學(xué)生根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)先行分析得出結(jié)論。再視頻展示幾組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。（見(jiàn)課件）顯而易見(jiàn)：在電阻、電流大小相等時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。生：總結(jié)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電流、電阻、通電時(shí)間的定性關(guān)系。（三）焦耳定律師：1840年英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)定量得出電流產(chǎn)生的熱量和電流的平方成正比，和電阻成正比，和通電時(shí)間成正比的定量規(guī)律。給出焦耳定律內(nèi)容、公式及單位。說(shuō)明焦耳定律適用任何電路。簡(jiǎn)介焦耳生平和對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)。（見(jiàn)課件）師：為什么電取暖器通電時(shí)電阻絲熱得發(fā)紅，而和其相連導(dǎo)線并不怎么發(fā)熱？生：交流，討論回答。師：總結(jié)學(xué)生的答案，并得出結(jié)論。師生交流：1焦耳定律的公式：Q=I2Rt2單位：IA，R，ts。則QJ例題：一只白熾燈，燈絲正常發(fā)光時(shí)電阻為44，現(xiàn)將其接在家庭電路中，工作10min,求燈絲所放出的熱量為多少？方法一：解：由I=U/R=220V/44=5A由Q=I2Rt=(5A)244600s=6.6105J方法二：點(diǎn)評(píng)：結(jié)合I=U/R，焦耳定律可以推導(dǎo)出兩個(gè)公式：Q=U2t/R和Q=UIt。有時(shí)，這兩個(gè)推導(dǎo)公式應(yīng)用更靈活。三、小結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并提出課后思考題。（見(jiàn)學(xué)案）5