精品学案科学探究电流的热效应.docx

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精品学案科学探究电流的热效应

第四节科学探究：

电流的热效应

【导学目标】

知识与技能

1、知道电流的热效应

2、知道焦耳定律

3、知道电热的利用和防止

过程与方法

通过探究，知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关

情感态度与价值观

1、通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题

2、通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识

【教学重难点】

重点焦耳定律

难点探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。

【导学过程】

【创设情景，引入新课】

一、导入新课

观察下面四个电器，回答问题：

（1）图中四个用电器通电时都会产生什么现象？

（2）说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能？

总结得出：

电流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫电流的热效应。

现象：

给电炉通电时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不热。

同学们有没有考虑过这样的问题：

导线和电炉丝中流过的电流相同吗？

导线和电炉丝产生的热量相同吗？

今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量与什么因素有关。

【自主预习案】

一、电流的热效应

（1）图中四个用电器通电时都会发生什么现象？

这种现象叫做。

（2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？

（3）列举你熟悉的类似的实例。

二、焦耳定律

1、电流通过导体产生的热量跟通过导体的______________成正比，跟通过导体的______________平方成正比，跟通电______________成正比。

2、Q=I2Rt，Q表示产生的______________，单位是______________；I表示通过导体的______________，单位是______________；R表示______________，单位是______________；t表示______________单位是______________，计算时单位要一致！

！

3、研究焦耳定律时，采用______________法和______________法

三、电热的利用与防止

（1）电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：

电热水器、_______________电热毯等。

优点：

清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。

（2）电热的防止：

在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________

【课堂探究案】

探究点1：

电流通过导体产生的热量与什么因素有关？

1、提出问题

引导学生，提出问题：

电流通过导体产生的热量与什么因素有关？

2、猜想

引导学生进行猜想

3、设计实验

问：

要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？

（控制变量法）。

课件展示：

实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系

问：

①实验中要控制相同，使不同。

②如何控制电流和通电时间相同？

③如何比较电流通过导体产生热量的多少？

引导学生讨论实验步骤

4、进行实验

5、得出结论：

1、在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。

实验二、探究电流产生的热量与电流的关系

问：

①实验中要控制相同，使不同。

②如何改变通过导体的电流？

引导学生讨论实验步骤

得出结论：

在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。

引导学生得出结论：

在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。

引导学生得出焦耳定律

探究点2：

电功和电热

（1）在纯电阻电路中：

电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。

这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=

.同理P=UI=I2R=

.

（2）在非纯电阻电路中：

电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。

例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.

（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2Rt=

；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。

例1一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：

（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？

转化为内能的功率是多少？

电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

解答

（1）因为P入=IU

所以I=

A=0.3A

（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率

P内=I2R=0.32×20W=1.8W

电风扇正常工作时转化为机械能的功率

P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W

电风扇正常工作时的效率

η=

×100%=97.3%

（3）电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流

I=

A=11A

电动机消耗的电功率

P=IU=11×220W=2420W

电动机发热功率

P内=I2R=112×20W=2420W

【当堂训练案】

1、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（）

A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多

B．

适用于任何电路，而

只适用于纯电阻的电路

C．在不是纯电阻的电路中，

D．焦耳热

适用于任何电路

2、一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时，下述错误的是（）

A．电动机的输出功率为U2／RB．电动机的发热功率为I2R

C．电动机的输出功率为IU-I2RD．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R

3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是　（　）

A．L1B．L2C．L3D．L4

4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为

和

，可以断定（）

A.

〉

B.

〈

C.

=

D.无法确定

5、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同时间内（）

A.电炉和电动机产生的热量相同

B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率

C.电炉两端电压小于电动机两端电压

D.电炉和电动机两端电压相等

6、有一电风扇上标有“220V,55W”，若风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时：

（1）.电源供给的电功率是多少？

（2）.转化为风的电功率是多少？

（3）.电动机的发热功率是多少？

7.一台直流电动机线圈电阻r=1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的总功率及输出的机械功率？

第4节升华与凝华

【学习目标】

1、知道升华和凝华的概念，知道升华要吸热，凝华要放热。

2、了解生活中的升华和凝华现象，并能用物理的语言进行解释。

【学习重难点】

重点：

通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察实验能力。

通过日常生活中实例的解释，培养学生用物理知识解决实际问题的能力。

难点：

通过识别生活中常见的物态变化现象培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

【学习过程】

一、自主预习

预习要求：

请同学们根据“预习目标”，仔细阅读课本完成以下内容。

（一）．填空题

1．物质从气态直接变成______态的现象叫做凝华，物质在凝华过程中要______热。

2．物质从固态直接变成______态的现象叫做升华，物质在升华过程中要______热。

3．实验室常用固态二氧化碳（干冰）来获得低温，这是因为二氧化碳在______时______热的缘故。

4．用久了的电灯泡壁会发黑，这是因为灯泡内的钨丝______和______而形成的。

5．指出下面的物理现象属于物态变化的哪种方式。

（1）萘球过一段时间后会变小。

______

（2）冰冻湿衣服在0℃以下也会干。

______

　　（3）沥青马路在太阳照射下熔化。

______

　　（4）洒在地上的水很快干了。

______

　　（5）戴眼睛的人从寒冷的室外进入暖和的室内时，镜片上会出现一层小水珠。

______

　　（6）寒冷的早晨，窗玻璃上凝结着冰花。

______

（二）．选择题

1．以下说法中正确的是（）

A．水的沸点是100℃

B．水的温度达到沸点时就能沸腾

C．在一个标准大气压时，水的沸点是100℃

D．以上说法都正确

2．在物态变化过程中，放出热的是（）

A．凝华、凝固、汽化　

B．熔化、凝华、液化

C．液化、凝固、凝华　

D．汽化、升华、熔化

3．下列物态变化过程属凝华现象的是（）

A．草地上露水的形成　

B．夏天冰雹的形成

C．清晨大雾的形成　　

D．以上都不是

（三）、通过预习你有什么收获?

有什么疑问？

课前组内进行交流，以小组为单位将问题展示出来。

二、教学过程

（一）、自主学习，交流预习情况

（组内交流“课前预习”中的问题，小组长将组内解决不了的问题汇总）

（二）、合作探究：

引入：

冰块吸热后熔化成水，再继续吸热就变成水蒸气，这是生活中常见的现象。

物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢？

学生们在思考、讨论。

1.提出问题：

固态和气态之间可不可以相互转化呢？

2.实验探究：

小组合作完成

实验器材：

圆底烧瓶、酒精灯、碘、铁夹

按下面的方法实验

（1）在圆底烧瓶中放入少许碘，在靠近碘粒上方悬挂一段棉线，用酒精灯微微加热，观察现象（碘的状态改变）

（2）冷却，再观察碘的状态变化，观察棉线上析出的物质及其外观情况，想一想碘发生了怎样的物态变化？

有没有液态的碘出现？

3．小组展示实验结果，并回答：

（1）什么是升华？

什么是凝华？

升华也需要热，凝华也需要热。

（2）讨论完成：

下雪不冷化雪寒的道理

4.了解生活中的升华和凝华现象：

①冬天冰冻的衣服变干

②铁丝网上的霜：

③窗上的冰花

④用久了的灯泡壁发黑

⑤查资料了解人工降雨的过程

（三）、全班交流、精讲点拨

（交流、讨论实验探究中的结论。

实验当中还发现哪些问题？

（四）、课堂小结，反思整合

（请同学们将整理学习内容后小组交流，小组长汇总本节课的学习还有哪些疑问，并主动举手提问！

）

三、达标测试、反馈提升；

1.烧瓶里放少量的碘当对烧瓶微微加热时，观察到碘没有，而是直接，停止加热，碘蒸气没有，而是直接.

2.在物态变化中，天空中的云是水蒸成的小水滴和水蒸气成的小冰晶组成的

3.在箱子里放卫生球用来防虫蛀，过几个月后，卫生球变小或消失了，这一物理现象是：

（）

A升华B.汽化C.蒸发D.熔化

4.冬天早晨看到霜，是空气中的水蒸气（）

A.凝固而成的B.凝华而成的C.液化而成的D.先液化，后凝固而成的

5.关于雨、露、霜、雾跟物态变化的关系，下面说法中正确的是：

（）

A雨水是水的液化形成的B.露水是水的汽化形成的

C.霜是水蒸气凝华形成的D.雾是水蒸气凝华形成的[

6.关于霜的形成，下列说法中正确的是（）

A、空气中的水蒸气遇冷凝华在物体上形成了霜

B、空气中的水蒸气遇冷液化在物体上形成了霜

C、空气中的水蒸气遇冷凝固在物体上形成了霜

D、空气中的水蒸气遇冷先液化再凝固在物体上形成了霜

7.下列各种现象中，属于升华现象的是（）

A、早晨有浓雾

B、冬天，室外冰冻的衣服干了

C、屋顶上的瓦上结了一层霜

D、水结成了冰文章