第四節 科學探究：電流的熱效應【教學目標】一、知識與技能1.知道電流的熱效應.2.知道電流產生的熱量跟通電時間、電流大小、電阻大小的定性關系.3.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其簡單應用.二、過程與方法1.通過實驗探究“電流產生的熱量與哪些因素有關”初步培養學生發現、研究、解決問題的能力.2.通過焦耳定律的教學培養學生解決一些簡單問題的能力.3.通過教學培養學生的科學研究方法(控制變量法、轉換法等).三、情感、態度與價值觀1.通過經歷科學探究過程，使學生認識實驗對人們獲取科學理論的重要作用.2.通過對所學知識的應用，體會物理知識來源于生活，服務于社會的理念.3.通過對焦耳生平的介紹，培養學生熱愛科學，勇于克服困難的決心和信心.【教學重點】1.實驗探究電流產生的熱量與哪些因素有關.2.應用焦耳定律解決一些簡單問題.【教學難點】1.組織指導學生在探究過程中認真觀察、分析，并得出正確的結論.2.對焦耳定律內容、公式的理解.【教具準備】學生電源、導線、開關、滑動變阻器、電阻絲、燒瓶、溫度計、水、煤油、多媒體課件等.【教學課時】1.5課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固.【新課引入】教師出示一些用電器的圖片，讓學生觀察，并提出問題：（1）比較它們有何不同？（2）燈泡發光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？（3）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？學生討論、回答：燈泡發熱，電風扇的電動機發熱.【新課引入】師 電流產生的熱量跟哪些因素有關呢？為什么正常情況下電線不會起火？而發生短路或接入電路用電器總功率過大時會引起火災呢？要弄清這些問題，下面我們就一起來學習第四節科學探究：電流的熱效應.【預習指導】閱讀課本P129-133文字內容和插圖，把基本概念、規律、規定、公式等用紅色筆做上記號，并完成對應練習冊中“課前預習”部分，然后，各小組內部交流討論，提出預習疑問，組長做好記錄，準備展示.【交流展示】1.各小組代表舉手發言，報告“課前預習”答案，教師評價訂正.2.學生質疑，教師指導釋疑.【拓展探究】電流的熱效應學生小組內部交流討論，回答下列問題，教師指導訂正.師 生產、生活中電熱有哪些應用？哪些地方需防止電熱？生：工廠利用電熱煉鋼，家庭用電熱燒水、做飯、取暖，如電水壺、電飯煲，電取暖器都是利用電熱的設備.電線、電視機、電腦等要防止電熱危害.師 什么是電流的熱效應？列舉利用電流熱效應的用電器.生：電流通過導體時電能轉化為內能的現象叫電流的熱效應,如電燈、電飯煲、電取暖器等.師 電流產生的熱量的多少與哪些因素有關呢？教師引導學生猜想發言：生1：可能跟通電時間有關，因為通電時間越長，電水壺中產生的熱越多.生2：可能與電阻有關，因為電爐絲發熱，而跟電爐絲相連的銅導線卻不太熱；生3：可能跟電流有關，因為常聽說，電流大容易引發火災.教師點評后，引導學生設計實驗，采用控制變量法和轉換法.(一) 研究電流產生的熱量與通電時間是否有關.1.電路圖：2.實驗圖：3.方法：斷開開關，按電路圖連接好電路（如圖），將滑片P置于最右端，閉合開關，移動滑動到適當位置，保持電流的大小不變，每間隔2min記錄一次溫度計的示數，并填入表中，分析實驗數據，得出結論.(二)研究電流產生的熱量與電流大小是否有關.1.電路圖：同(一)2.實物圖：同(一)3.方法：仍按圖16-14連接好電路，在實驗(一)的基礎上調節滑動變阻器，增大通過電阻絲的電流，通電時間與實驗(一)相同，記錄溫度計的示數，填入表中，并分析數據得出結論.(三)研究電流產生的熱量與電阻大小的關系.1.電路圖：2.實驗圖：3.方法：選取2根阻值不同的電阻絲R1R2，在兩個相同的玻璃瓶中裝入質量和初溫相同的煤油，按電路圖連接好電路(如圖)，將滑片置于最右端，閉合開關，調節滑片至適當位置，通電一段時間后，記錄兩個玻璃瓶內溫度計的示數，并分析實驗數據得出結論.教師引導學生展示并總結實驗方案，多媒體展示.學生進行分組實驗，教師巡視指導.【師生互動歸納總結】1.對同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時間越長，煤油的溫度越高表明電流產生的熱量越多.2.對同一電阻絲，在通電時間相同的情況下，通電電流越大，煤油的溫度越高，表明電流越大，電流產生的熱量越多.3.在通電電流大小不變，通電時間相同的情況下，電阻越大，煤油的溫度越高，表明電阻越大電流產生的熱量越多.教師引導學生交流討論，對實驗進行評估.師 實驗中，玻璃瓶內為什么裝煤油，而不用水？生：因為煤油的比熱容小，吸收相同的熱量，溫度變化明顯，從而使實驗現象明顯，另外煤油不導電，還能防止漏電.師 實驗中，怎樣表示電流產生的熱量的多少？這用到了什么科學方法？請再舉一例.生：用溫度計示數變化的多少表示電流產生熱量的多少，用到的科學方法是轉換法，如探究動能的大小跟哪些因素有關時，用木塊被鋼球撞出的距離表示鋼球動能的大小.師 實驗(三)中，為什么要將兩電阻絲串聯？生：由于影響電熱大小的因素有多個，所以必須采用控制變量法，才能探究某一因素對電熱的具體影響.例如，探究電阻大小對電熱的影響時，必須控制電流和通電時間相同，當兩電阻絲串聯時，可以絕對保證電流大小和通電時間相同.【課堂訓練】教師引導學生做對應練習冊中的題目.焦耳定律學生小組內部討論交流，回答下列問題，教師指導訂正.師 什么是焦耳定律？其公式及各物理量單位如何？生：英國物理學家焦耳通過大量的實驗于1840年最先精確地確定了電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比的結論，這與我們剛才得出的電熱與電流、電阻的關系是一致的，于是人們為了記住他，把這個規律叫做焦耳定律.公式：Q=I2Rt.單位：電流I安培（A），電阻R歐姆（）,時間t秒（s），熱量Q焦耳（J）.師 電器設備消耗的電能W與電流產生的熱量之間有怎樣的關系？生：(1)純電阻電路中(如電烙鐵、電熱毯等電熱器)，消耗的電能W等于產生的電熱Q；可以用Q=W=UIt=Pt=I2Rt=U2/Rt計算電熱.（2）非純電阻電路中(如電動機)，消耗的電能W大于產生的電熱Q.只能用Q=I2Rt計算電熱.【課堂訓練】教師引導學生做對應練習冊中的題目.【課堂小結】教師引導學生歸納總結本節課學到了什么.【課后作業】1.請同學們完成課本P133作業1 2 3 42.請同學們完成對應練習冊中的題目.【課后作業答案】1.3.631052.C 3.B【本章練習答案】1.C 2.D 3.C 4.A 5.C 6.B 7.4101.本節課的設計要體現從生活走向物理，從物理走向社會的基本理念，注重科學的探究，激發學生的學習興趣，培養良好的思維習慣.2.本節課的教學重點是實驗探究電流產生的熱量與哪些因素有關.對實驗的設計要放開讓學生自己做，實踐發現學生的思路有局限于課本上某個實驗的傾向，所以要設計一個良好的實驗情景，注意讓學生的思維散開，發揮其主動性.在教學過程中要讓學生參與討論，充分調動學生學習的積極性與思維分析能力，培養學生解決問題的能力，并將所學到的知識與實際相聯系，使學生達到學以致用.3.電熱與電流的二次方成正比是初中學生第一次接觸，有一定的難度，教師只作簡單介紹，留在高中再進一步探究驗證.對于純電阻電路的理解，先從電爐和電風扇工作時能的轉化入手，再講述概念，不空洞，學生易接受.7