第四節 科學探究:電流的熱效應教學目標(1)知道電流的熱效應(2)通過探究，知道電熱與哪些因素有關，知道運用控制變量法和轉化法探究影響電熱的因素。(3)知道焦耳定律內容、公式及適用范圍。(4)結合本節教學，培養學生重視實驗、事實求是的科學態度。教學重點理解電流熱效應，探究電熱和電阻、電流以及通電時間關系，焦耳定律。教學難點：如何比較電流產生的熱量多少；根據實驗數據分析得出電流產生的熱量和電流、電阻以及通電時間的定性關系。教學過程：一、新課引入師：出示白紙燈泡、電熱水壺、電烤箱圖片，讓學回憶并思考，把手靠近發光的白熾燈泡，會感到燈泡發熱；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的呢？ 生：電流通過用電器產生熱量了，電能轉化為內能。師：電流通過導體發熱的現象叫作電流的熱效應。引出本節課的課題。二、學習新課師：思考（1）白熾燈的燈絲熱得發光，而與之相連的導線卻幾乎不發熱。電流通過導體時產生熱量的多少與電阻有關系嗎？有什么關系？（2）剛剛發光的燈泡并不熱，而過一會兒就會燙手。燈絲產生熱量的多少與發光時間有關系嗎？有什么關系？（3）通電導體產生熱量的多少與通過它的電流有關系嗎？有什么關系？讓我們一起來探究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關。(二)實驗探究：電流產生的熱量與哪些因素有關1、猜想：電流通過導體產生的熱量的多少會和哪些因素有關。請同學進一步體驗電取暖器的使用情況進而猜想電流通過導體產生的熱量的多少會和哪些因素有關。引導學生分別以電阻絲發熱而電線不怎么發熱的現象和高溫、低溫檔工作時、通電時間不同時電阻絲發熱程度不同的現象引導學生提出猜想：電熱和電流、電阻、通電時間有關。2、設計實驗驗證猜想：師：要對以上猜想進行實驗探究，我們該如何設計實驗？生：討論，交流。師：請學生回答，并引導學生根據控制變量法得出具體實驗方案，并畫出實驗電路圖。問：如何比較不同導體產生電熱的多少呢？生：用手摸，或用溫度計直接測量等方法。師：引導學生通過轉化法比較受熱煤油溫度升高的多少判斷電熱的多少。3、進行實驗：實驗一：探究在電流和電阻相同時，電流產生熱量和通電時間的關系。連接好電路，檢查無誤后接通電源，按下計時器并同時記錄溫度計的示數。保持電流的大小不變，每間隔一定時間記錄一次溫度計的示數，并填寫到設計好的表格中。實驗二：探究在電流和通電時間相同時，電流產生熱量和電阻的關系。將阻值不等的兩個電阻絲分別放在盛有等質量煤油的錐形瓶里，并插入溫度計，串聯起來接入電路中。合上開關，觀察在兩分鐘內兩支溫度計示數升高的情況，并將實驗得出的數據填在已發的表格里。實驗要求：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鐘同時合上開關計時，兩分鐘后斷開開關，并記錄末溫和電流。實驗三：探究在電阻、通電時間相同時電流產生的熱量和電流大小的關系。利用滑動變阻器使電流減小，再觀察兩分鐘內阻值較大瓶內溫度計升高的示數，并記錄在表格里。實驗要求：先用試觸的方法將電流調小約0.3A左右，再記錄阻值較大瓶中煤油初溫，并迅速合上開關同時計時，兩分鐘后同時斷開開關并記錄末溫和電流。（兩次實驗要求見課件）4、分析數據得出結論：要求學生根據自己實驗得出的數據先行分析得出結論。再視頻展示幾組學生的實驗數據，引導學生得出結論。（見課件）顯而易見：在電阻、電流大小相等時，通電時間越長，產生的熱量越多。生：總結電流通過導體產生的熱量和電流、電阻、通電時間的定性關系。（三）焦耳定律師：1840年英國物理學家焦耳通過大量的實驗定量得出電流產生的熱量和電流的平方成正比，和電阻成正比，和通電時間成正比的定量規律。給出焦耳定律內容、公式及單位。說明焦耳定律適用任何電路。簡介焦耳生平和對物理學的貢獻。（見課件）師：為什么電取暖器通電時電阻絲熱得發紅，而和其相連導線并不怎么發熱？生：交流，討論回答。師：總結學生的答案，并得出結論。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，燈絲正常發光時電阻為44，現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：點評：結合I=U/R，焦耳定律可以推導出兩個公式：Q=U2t/R和Q=UIt。有時，這兩個推導公式應用更靈活。三、小結：引導學生小結本節課所學內容，并提出課后思考題。（見學案）5