第四節(jié) 科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1.知道電流的熱效應(yīng).2.知道電流產(chǎn)生的熱量跟通電時間、電流大小、電阻大小的定性關(guān)系.3.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其簡單應(yīng)用.二、過程與方法1.通過實驗探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”初步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、研究、解決問題的能力.2.通過焦耳定律的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生解決一些簡單問題的能力.3.通過教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究方法(控制變量法、轉(zhuǎn)換法等).三、情感、態(tài)度與價值觀1.通過經(jīng)歷科學(xué)探究過程，使學(xué)生認識實驗對人們獲取科學(xué)理論的重要作用.2.通過對所學(xué)知識的應(yīng)用，體會物理知識來源于生活，服務(wù)于社會的理念.3.通過對焦耳生平的介紹，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的決心和信心.【教學(xué)重點】1.實驗探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān).2.應(yīng)用焦耳定律解決一些簡單問題.【教學(xué)難點】1.組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認真觀察、分析，并得出正確的結(jié)論.2.對焦耳定律內(nèi)容、公式的理解.【教具準(zhǔn)備】學(xué)生電源、導(dǎo)線、開關(guān)、滑動變阻器、電阻絲、燒瓶、溫度計、水、煤油、多媒體課件等.【教學(xué)課時】1.5課時【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學(xué)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(xué)生觀察，并提出問題：（1）比較它們有何不同？（2）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？（3）電風(fēng)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(xué)生討論、回答：燈泡發(fā)熱，電風(fēng)扇的電動機發(fā)熱.【新課引入】師 電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？為什么正常情況下電線不會起火？而發(fā)生短路或接入電路用電器總功率過大時會引起火災(zāi)呢？要弄清這些問題，下面我們就一起來學(xué)習(xí)第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng).【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本P129-133文字內(nèi)容和插圖，把基本概念、規(guī)律、規(guī)定、公式等用紅色筆做上記號，并完成對應(yīng)練習(xí)冊中“課前預(yù)習(xí)”部分，然后，各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問，組長做好記錄，準(zhǔn)備展示.【交流展示】1.各小組代表舉手發(fā)言，報告“課前預(yù)習(xí)”答案，教師評價訂正.2.學(xué)生質(zhì)疑，教師指導(dǎo)釋疑.【拓展探究】電流的熱效應(yīng)學(xué)生小組內(nèi)部交流討論，回答下列問題，教師指導(dǎo)訂正.師 生產(chǎn)、生活中電熱有哪些應(yīng)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(shè)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(yīng)？列舉利用電流熱效應(yīng)的用電器.生：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng),如電燈、電飯煲、電取暖器等.師 電流產(chǎn)生的熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？教師引導(dǎo)學(xué)生猜想發(fā)言：生1：可能跟通電時間有關(guān)，因為通電時間越長，電水壺中產(chǎn)生的熱越多.生2：可能與電阻有關(guān)，因為電爐絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導(dǎo)線卻不太熱；生3：可能跟電流有關(guān)，因為常聽說，電流大容易引發(fā)火災(zāi).教師點評后，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，采用控制變量法和轉(zhuǎn)換法.(一) 研究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間是否有關(guān).1.電路圖：2.實驗圖：3.方法：斷開開關(guān)，按電路圖連接好電路（如圖），將滑片P置于最右端，閉合開關(guān)，移動滑動到適當(dāng)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(shù)，并填入表中，分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論.(二)研究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小是否有關(guān).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(chǔ)上調(diào)節(jié)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(shù)，填入表中，并分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論.(三)研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)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(zhì)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(guān)，調(diào)節(jié)滑片至適當(dāng)位置，通電一段時間后，記錄兩個玻璃瓶內(nèi)溫度計的示數(shù)，并分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.教師引導(dǎo)學(xué)生展示并總結(jié)實驗方案，多媒體展示.學(xué)生進行分組實驗，教師巡視指導(dǎo).【師生互動歸納總結(jié)】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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的熱量越多.教師引導(dǎo)學(xué)生交流討論，對實驗進行評估.師 實驗中，玻璃瓶內(nèi)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(xiàn)象明顯，另外煤油不導(dǎo)電，還能防止漏電.師 實驗中，怎樣表示電流產(chǎn)生的熱量的多少？這用到了什么科學(xué)方法？請再舉一例.生：用溫度計示數(shù)變化的多少表示電流產(chǎn)生熱量的多少，用到的科學(xué)方法是轉(zhuǎn)換法，如探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)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(lián)？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(dāng)兩電阻絲串聯(lián)時，可以絕對保證電流大小和通電時間相同.【課堂訓(xùn)練】教師引導(dǎo)學(xué)生做對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.焦耳定律學(xué)生小組內(nèi)部討論交流，回答下列問題，教師指導(dǎo)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(xué)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(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比的結(jié)論，這與我們剛才得出的電熱與電流、電阻的關(guān)系是一致的，于是人們?yōu)榱擞涀∷堰@個規(guī)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(shè)備消耗的電能W與電流產(chǎn)生的熱量之間有怎樣的關(guān)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(chǎn)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(chǎn)生的電熱Q.只能用Q=I2Rt計算電熱.【課堂訓(xùn)練】教師引導(dǎo)學(xué)生做對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.【課堂小結(jié)】教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么.【課后作業(yè)】1.請同學(xué)們完成課本P133作業(yè)1 2 3 42.請同學(xué)們完成對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.【課后作業(yè)答案】1.3.631052.C 3.B【本章練習(xí)答案】1.C 2.D 3.C 4.A 5.C 6.B 7.4101.本節(jié)課的設(shè)計要體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會的基本理念，注重科學(xué)的探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣.2.本節(jié)課的教學(xué)重點是實驗探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān).對實驗的設(shè)計要放開讓學(xué)生自己做，實踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思路有局限于課本上某個實驗的傾向，所以要設(shè)計一個良好的實驗情景，注意讓學(xué)生的思維散開，發(fā)揮其主動性.在教學(xué)過程中要讓學(xué)生參與討論，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與思維分析能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，并將所學(xué)到的知識與實際相聯(lián)系，使學(xué)生達到學(xué)以致用.3.電熱與電流的二次方成正比是初中學(xué)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(fēng)扇工作時能的轉(zhuǎn)化入手，再講述概念，不空洞，學(xué)生易接受.7