2019-2020年九年級物理全冊 第16章 電流做功與電功率 第4節(jié) 科學(xué)探究 電流的熱效應(yīng)導(dǎo)學(xué)案(新版)滬科版.doc

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2019-2020年九年級物理全冊 第16章 電流做功與電功率 第4節(jié) 科學(xué)探究 電流的熱效應(yīng)導(dǎo)學(xué)案(新版)滬科版 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1、知道電流的熱效應(yīng) 2、知道焦耳定律 3、知道電熱的利用和防止 過程與方法 通過探究，知道電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān) 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過學(xué)習(xí)電熱的利用和危害，學(xué)會(huì)辯證地看待問題 2、通過討論和交流培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的態(tài)度和意識(shí) 【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】 重點(diǎn) 焦耳定律 難點(diǎn) 探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。 【導(dǎo)學(xué)過程】 【創(chuàng)設(shè)情景，引入新課】 一、導(dǎo)入新課 觀察下面四個(gè)電器，回答問題： （1）圖中四個(gè)用電器通電時(shí)都會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ （2）說明電流在工作過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成了什么能？ 總結(jié)得出：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能，這個(gè)現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。 現(xiàn)象： 給電爐通電時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不熱。 同學(xué)們有沒有考慮過這樣的問題：導(dǎo)線和電爐絲中流過的電流相同嗎？導(dǎo)線和電爐絲產(chǎn)生的熱量相同嗎？今天我們就一起來探討電流經(jīng)過用電器時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)。 【自主預(yù)習(xí)案】 一、電流的熱效應(yīng) (1) 圖中四個(gè)用電器通電時(shí)都會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象叫做 。 （2）說明電流在工作過程過程中消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么形式的能了？ （3）列舉你熟悉的類似的實(shí)例。 二、焦耳定律 1、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通過導(dǎo)體的______________成正比，跟通過導(dǎo)體的______________平方成正比，跟通電______________成正比。 2、Q =I2Rt，Q表示產(chǎn)生的______________，單位是______________；I表示通過導(dǎo)體的______________，單位是______________；R表示______________，單位是______________；t表示______________單位是______________，計(jì)算時(shí)單位要一致！！ 3、研究焦耳定律時(shí)，采用______________法和______________法 三、電熱的利用與防止 （1）電熱器是利用電流的_______________制成的加熱設(shè)備，如：電熱水器、_______________電熱毯等。 優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生沒有環(huán)境污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。 （2）電熱的防止：在用電器上開散熱窗、加散熱片、安裝_______________，都是為了_______________ 【課堂探究案】 探究點(diǎn)1：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？ 1、提出問題 引導(dǎo)學(xué)生，提出問題：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？ 2、猜想 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想 3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 問：要研究與多個(gè)因素是否有關(guān)時(shí)，我們得采用什么研究方法？（控制變量法）。 課件展示： 實(shí)驗(yàn)一、研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 問：①實(shí)驗(yàn)中要控制 相同，使 不同。②如何控制電流和通電時(shí)間相同？ ③如何比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少？ 引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)步驟 4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 5、得出結(jié)論：1、在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 實(shí)驗(yàn)二、探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 問：①實(shí)驗(yàn)中要控制 相同，使 不同。 ②如何改變通過導(dǎo)體的電流？ 引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)步驟 得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：在電流和電阻相同時(shí)，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。 引導(dǎo)學(xué)生得出焦耳定律 探究點(diǎn)2：電功和電熱 （1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。這時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=. （2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時(shí)電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2R t（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q. （3）電功和電熱是兩個(gè)不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I 2R t=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，W>Q，這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算，電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算，兩式不能通用。 例1 一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 Ω，接上220 V電壓后，消耗功率66 W，問： （1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？ （2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？ （3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流，以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？ 解答 （1）因?yàn)镻入=IU 所以I= A=0.3 A （2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率 P內(nèi)=I2R=0.3220 W=1.8 W 電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率 P機(jī)=P入-P內(nèi)=66 W-1.8 W=64.2 W 電風(fēng)扇正常工作時(shí)的效率 η=100%=97.3% (3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為純電阻，通過電風(fēng)扇的電流 I= A=11 A 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率 P=IU=11220 W=2420 W 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率 P內(nèi)=I2R=11220 W=2420 W 【當(dāng)堂訓(xùn)練案】 1、下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是（ ） A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 B．適用于任何電路，而只適用于純電阻的電路 C．在不是純電阻的電路中， D．焦耳熱適用于任何電路 2、一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為 I，線圈內(nèi)阻為 R，當(dāng)它正常工作時(shí)，下述錯(cuò)誤的是 （ ） A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2／R B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2R D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R 3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是　 (　 ) A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 4.把兩個(gè)相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個(gè)電路里，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩燈都正常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定( ) A.〉 B.〈 C.= D.無法確定 5、一只電爐的電阻絲和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈電阻相同，都為R，設(shè)通過它們的電流相同(電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn))，則在相同時(shí)間內(nèi)（ ） A.電爐和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量相同 B.電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率 C.電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 D.電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等 6、有一電風(fēng)扇上標(biāo)有“220V ,55W”，若風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)線圈電阻為8Ω，當(dāng)它正常工作時(shí)： (1).電源供給的電功率是多少？ (2).轉(zhuǎn)化為風(fēng)的電功率是多少？ (3).電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多少？ 7.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻r =1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表示數(shù)100V，求電動(dòng)機(jī)消耗的總功率及輸出的機(jī)械功率？