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第三章第节电能6常用电热器
一、教材分析从学生熟悉的用电器入手,让学生认识常见电热器及其工作原理,重点通过实验探索电热的影响因素,培养学生分析实验现象、进行数据处理得出结论的能力和探索精神,最后讲述焦耳定律及应用
二、教学目标
(一)知识与技能
1.熟悉常见电热器,知道电热器是利用电流热效应工作的;
2.理解电流通过导体发出的热量与哪些因素有关,理解焦耳定律;
3.初步学会运用焦耳定律进行简单计算
(二)过程与方法
4.体验电热影响因素的研究过程;
5.培养分析实验现象、进行实验数据处理的能力
(三)情感态度价值观
6.通过实验探索电热的影响因素的教学,和焦耳的研究简介,增强学生科学探索精神;
7.通过电流热效应的利弊分析,培养学生用辨证观点看待事物的意识
三、教学重点和难点重点研究电热大小的影响因素;焦耳定律的应用难点研究电热大小影响因素中,实验现象的分析和数据处理得出结论
四、教学环境简易多媒体教室教学准备焦耳定律演示仪器、滑动变阻器、电流表、学生电源、电炉
五、教学过程〈情景导入〉提问
(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?
(2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?学生回答发烫【演示】将电炉通电一段时间,让学生感受电炉发热【问】
1、电流通过电炉时,电能转化为什么能?(生电能转化为内能)
2、在日常生活中,同学们还见过哪些用电器通电工作是为了产生热量的?生电热毯、电饭煲、电热壶、电熨斗、电吹风机---------------------引出课题电热器〈新课学习〉
(一)常见电热器及其工作原理【讲述】其实,电流通过任何一个导体,导体都要发热,这种现象叫电流的热效应,电流通过导体产生的热量叫电热【问】在电流热效应现象中,能量如何转化?(生电能转化为内能)【出示】各种电热器,让学生认识,并找出它们的相似结构一一发热体由此揭示电热器的工作原理
①电热器是利用电流的热效应制成的加热设备
②电热器的主要组成部分是发热体XwwH【板书】电热器是利用电流热效应工作的(电热器是利用电流热效应工作的一种加热设备)-------------------------------插头【板画】电热器电路模型讨论电流的热效应有什么利和弊?学生讨论回答使用电热器的优点及注意事项电热器优点清洁、无污染、热效率高、便于控制和调节注意事项当电流过大,产生热量过多时,会导致温度升高超过一定限度使用电设备损坏,造成事故
(二)研究电热大小的影响因素【讲述】在工农业生产和日常生活中,有时要利用电热,有时要减少电热,因此,需要知道电热大小跟哪些因素有关【问】电热大小跟哪些因素有关呢?【讨论】
1、以大家熟悉的电炉为例,说说电热大小可能跟什么因素有关?[猜测]同学们能否根据刚才实验现象及结合生活经验猜测影响电流产生热量的因素?建立假设电热Q可能与I、R、t有关设疑那么,对电热Q与多个量有关的情况,应采用什么方法研究它们间的关系呢?生控制变量法如何控制变量?采用什么电路?需要记录哪些量?用到哪些器材?实验中电热大小怎样判断?如何操作?
2、如何设计实验验证假设?[讲述并设疑]控制变量法是研究自然科学的重要方法,那如何研究Q与R的关系呢?请画出电路图[设疑]能否在这个电路图中研究Q与I的关系呢?[设疑]怎样定性比较电热的多少以利于直接观察?【出示焦耳定律演示仪器【质疑】若上述实验电路通电后,玻璃管中的煤油会发生什么现象?生煤油会在玻璃管中上升【归纳】电阻丝通电,产生电热,使煤油温度升高,体积膨胀,在玻璃管中上升,电热越多,煤油温度越高,体积膨胀越多,玻璃管内液面升得越高产生的热量跟玻璃管中煤油体积膨胀上升的高度成正比【实验】根据上述实验电路进行实验,并作好记录【讨论】引导学生讨论分析数据实条件现象结论验电流/A电阻/通电时间/s玻璃管中煤油上升的高电热与哪些因素有次度/cm关数甲乙甲乙甲乙甲乙123归纳实验结论电热大小与电流、电阻和通电时间有关,且电流越大,电阻越大,通电时间越长,电热越大【讲述】英国物理学家焦耳通过大量的实验,于1840年最先精确地确定电热与电流、电阻、通电时间的定量关系,发现了用他名字命名的焦耳定律
(三)电热的计算一一焦耳定律【板书】焦耳定律的内容电流通过导体产生的热量(电热),跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比【讲述】若电热用Q表示,所有量都用国际主单位,则焦耳定律可以用公式Q=12Rt表示公式Q=fRt单位7-安,7■欧,广秒,焦材料特点电阻率大,熔点高的金属丝或非金属材料(如碳硅材料)讨论电吹风和电熨斗通电时都会发热,哪中电器可以认为能将电能全部转化成内能?电吹风电能一部分转化为内能,另一部分转化为动能电熨斗电能全部转化为内能【讲述】在电流通过电热器时,电能全部转化为内能,即Q=W,大家可以根据这一关系,结合欧姆定律,从理论上推导出焦耳定律的数学表达式(公式)根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律若电流做的功全部用来产生热量即0二叫又・.・二W Ult,根据欧姆定律U=IR,.Q2=W=U It=I Rto指出焦耳定律适用于任何用电器的热量计算,对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=二来计算热量2UI tPt=U/R t讨论为什么”觉察不出和灯相连的电线发热”分析因为电线和灯串联,通过它们的电流是一样大,又因为灯的电阻比电线的大得多,所以根据焦耳定律二//可知,在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多因此,灯泡热量发光,而电线却感觉不到热【例题2】有一中新型的吹具叫做电压力锅,它用电加热,又具有压力锅的优点如图所示是一只压力锅的名牌,问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?要求
1、会阅读说明书/名牌,获取有用信息;电压力锅
2、会综合运用电功率公式、欧姆定律、焦耳定律进行有关计算;
3、能用不同方法求解额定电压:220V〜额定容量
5.0L额定频率:50Hz额定功率900W集团有限公司制造【例题1】某电热器在220V电源上,它的电阻是55欧姆,通电10分钟产生多少热量产地湖北武汉地址武汉市新华下路211号【例题3】电热器的发热体材料的熔点和电阻有什么要求?运用焦耳定律给予解释材料特点电阻率大,熔点高的金属丝或非金属材料【例题4】如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水,水中的电阻丝阻值分别为Ri和R2,且RI〈R2,则闭合开关S后,a、b容器中水温上升较快的是---------A.a容器中的水B.b容器中的水C.a、b容器中的水温上升快慢一样D.无法判断vvvsz
三、课堂小结电源
四、布置作业作业本板书设计电热器
一、常见电热器、电流通过任何一个导体,导体都要发热,这种现象叫电流的热效应
1、电流通过导体产生的热量叫电热2
二、研究电热大小的影响因素电流、电阻和通电时间
三、电热的计算一一焦耳定律
1、焦耳定律的内容电流通过导体产生的热量电热,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
2、公式Q=fRt.。