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(共34張PPT)
電能
浙教版
初中
新知導(dǎo)入
生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，例如：電取暖器、
電磁爐、電飯煲。
你知道它們的工作原理嗎？
新知講解
一、常用電熱器
1.電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2.電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)
從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。
新知講解
（1）各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，你能列舉出哪些家用電熱器？
電熨斗
電熱毯
電熱壺
電飯煲
思考討論
另外還有電熱水器、電烘箱、熱的快、電取暖器等。
新知講解
2．電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？
優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
缺點(diǎn)：①在家庭電路中，由于長(zhǎng)期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會(huì)加速老化，甚至?xí)?br/>燒毀絕緣層而引發(fā)火災(zāi)；
②同時(shí)，由于電流熱效應(yīng)，會(huì)影響家電的使用性能和壽命。
那么，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢？
新知講解
活動(dòng)
研究電熱跟哪些因素有關(guān)
1.猜想與假設(shè)
(1)可能與導(dǎo)體電阻的大小有關(guān)，R越大，Q越大。
(2)可能與電流的大小有關(guān)，I
越大，Q越大。
(3)可能與通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，t
越大，Q越大。
2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)化法。
新知講解
燒瓶與玻璃管相當(dāng)于液體溫度計(jì)，只要比較
2
根玻璃管內(nèi)液面上升的高度，就可以比較出液體溫度上升的高低，進(jìn)而比較
2
根電阻絲放出熱量的多少。
研究電熱跟哪些因素有關(guān)
新知講解
實(shí)驗(yàn)一：研究電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響
1.
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響，應(yīng)該控制電流和通電時(shí)間不變，則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻串聯(lián)后接入電路。
3.
實(shí)驗(yàn)器材
煤油、電阻絲、燒瓶、開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線。
新知講解
2.實(shí)驗(yàn)步驟
（1）將
2
根電阻絲串聯(lián)在電路中，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置(如果是溫度記則讀出溫度計(jì)讀數(shù)）。
R1=5?
R2=10?
新知講解
（2）閉合開(kāi)關(guān)，記下電流表的讀數(shù)。
（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置（或溫度計(jì)讀數(shù)）。
（4）比較
2
根玻璃管內(nèi)液面上升的高度（或溫度計(jì)讀數(shù)）
，推測(cè)得出當(dāng)電流相等時(shí)，電阻與電流產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。
新知講解
3.實(shí)驗(yàn)視頻
新知講解
4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
電阻較大的這邊煤油的溫度高。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
新知講解
實(shí)驗(yàn)二：研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
要研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響，應(yīng)該控制電阻和通電時(shí)間
不變，改變電流的大小。
2.實(shí)驗(yàn)步驟
（1）如圖所示：將
2
根電阻絲并聯(lián)在電路中，并各自與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)起來(lái)，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置(如果是溫度記則讀出溫度計(jì)讀數(shù)）。
新知講解
（3）比較
2
根玻璃管內(nèi)液面上升的高度（或溫度計(jì)讀數(shù)）
，推測(cè)得出當(dāng)電阻相等時(shí)，電流與產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。
A
R1=10?
R2=10?
（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使R1和R2的電流不同，觀察溫度計(jì)的示數(shù)。
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置（或溫度計(jì)讀數(shù)）。
新知講解
3.視頻：電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響
新知講解
4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
電流較大的這邊煤油的溫度高。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
新知講解
顯然，通電的時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量就越多。
１、焦耳定律
進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)可以得出：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。
這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，它最先是由英國(guó)科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。
二、焦耳定律
新知講解
2、公式：Q
=I?Rt
電流的單位是安(A)，電阻R的單位是歐(?)，時(shí)間t的單位是秒(s)。
熱量Q的單位是焦(J)
：1J=1A2?Ω?s。
英國(guó)物理學(xué)家焦耳，年輕時(shí)就從事電和磁的研究。他做了許多實(shí)驗(yàn)研究熱和功之間的聯(lián)系，以及電流的熱效應(yīng)。
新知講解
電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能；
電熨斗工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，
電熨斗工作時(shí)可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。
思考與討論
（1）電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？
新知講解
（2）電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，你能推導(dǎo)出焦耳定律嗎？請(qǐng)你自己推導(dǎo)一下。
若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即:Q
=
W
又∵W
=
UIt
根據(jù)歐姆定律U
=
IR
∴Q
=
W
=
UIt
=
I2Rt
新知講解
例題：如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開(kāi)；當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中
R2
是加熱用的電熱絲，阻值為
55
歐；R1
是電阻，阻值為
145
歐。試求
:
R1
R2
220V
（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作
30分鐘產(chǎn)生多少熱量？
（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？
新知講解
解：（1）在加熱狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
接通，電路中只接入電熱絲R2
，因此通過(guò)R2
的電流：
I=
=
=4
安
U
R2
220
伏
55
歐
根據(jù)焦耳定律，R2
上產(chǎn)生的熱量：
Q=
I2Rt=(4安)2
×
55歐×
30×60秒=1.584×106焦
（2）在保溫狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)，電阻
R1
與電熱絲
R2
相串聯(lián)，
新知講解
電飯鍋消耗的功率：P′=U
I′=220
伏
×1.1
安
=242
瓦
P′=U
I′=220
伏
×1.1
安
=242
瓦
答：（1）電飯鍋正常工作
30
分鐘產(chǎn)生的熱量為
1.584×106
焦。（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為
242
瓦。
I′=
=
U
R1
+R2
220
伏
=
1.1
安
145
歐
+55
歐
假設(shè)此時(shí)電路中的電流為
I′，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：U=U1
+U2
=I′R1
+I′R2
新知講解
思考與討論
上面這個(gè)問(wèn)題還可以用什么方法來(lái)求解？
解析：純電阻電路中，電流做多少功，就是將多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，計(jì)算焦耳熱時(shí)可用的公式為：
Q=12Rt=W=Pt=Ult=
—t
U2
R
計(jì)算功率時(shí)可用：P=12R=
——
U2
R
新知講解
解：（1）在加熱狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
接通，電路中只接入電熱絲R2
R2
上產(chǎn)生的熱量：
Q=12R2t=
—
t=
—————×30×60s=1.584×106J
U2
R2
（220V）2
55Ω
（2）在保溫狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)，電阻
R1
與電熱絲
R2
相串聯(lián)，電飯鍋消耗的功率:
P=
———
=
—————
=242Ω
U2
R2
（220V）2
145Ω+55Ω
課堂練習(xí)
1.當(dāng)一個(gè)電阻的阻值為時(shí),將它接在電路中通電一段時(shí)間，產(chǎn)生的熱量為Q
。如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q
,下列辦法中可行的是(
)
A.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
B.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
C.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
D.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
,電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
A
課堂練習(xí)
2.甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5:4,通過(guò)的電流之比為2:1，通電時(shí)間之比為1:2，則電流通過(guò)甲、乙兩個(gè)電熱器產(chǎn)生的熱量之比為(
)
A.5∶2
B.5∶4
C.2∶5
D.10∶1
A
課堂練習(xí)
3.將規(guī)格都是“220V
180W
”
的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說(shuō)法正確的是(
)
A.電冰箱產(chǎn)生的熱量最多
B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多
C.電熱毯產(chǎn)生的熱量最多
D.三者產(chǎn)生的熱量一樣多
C
課堂練習(xí)
4.
兩個(gè)電阻絲串聯(lián)后接在電壓恒定的電源兩端,在一定時(shí)間內(nèi)甲電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q1，乙電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q2，若只將甲電阻絲接在該電源兩端,在相同時(shí)間內(nèi)甲電阻絲產(chǎn)生的
（Q1+
Q2）2
熱量為_(kāi)____________。
Q1
課堂練習(xí)
5.電熱毯是冬季北方常用的取暖設(shè)備，它是利用____________
_____________________________來(lái)工作的。而計(jì)算機(jī)內(nèi)都裝有小風(fēng)扇，它工作時(shí)把熱空氣驅(qū)走，這是為了________________
___________________________________
電流的熱效應(yīng)
(或電流通過(guò)用電器產(chǎn)生熱量)
電流的熱效應(yīng)
(或電流通過(guò)用電器產(chǎn)生熱量)
課堂總結(jié)
1.電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。
2.電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的長(zhǎng)短、電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小有關(guān)。
3.焦耳定律：電流通過(guò)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(shí)間成正比。
公式：Q=I2Rt
1J=1A2?Ω?s
板書設(shè)計(jì)
一、常用電熱器
1.電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2.電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)
從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。
板書設(shè)計(jì)
3.研究電熱跟哪些因素有關(guān)
二、焦耳定律
1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。
2.公式：Q
=I?Rt
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
浙教版科學(xué)九上《電能》第4課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課題
3.
6電能
單元
3
學(xué)科
科學(xué)
年級(jí)
九
教材分析
本節(jié)課所采用的教材是浙教版科學(xué)九上第3章第6節(jié)的內(nèi)容，《電能》共分四課時(shí)，本節(jié)內(nèi)容為第4課時(shí)，本節(jié)主要講焦耳定律，焦耳定律是初中物理學(xué)習(xí)的重要定律之一，是能量守恒定律在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)，教材在電功、電功率之后安排焦耳定律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。本節(jié)由電流的熱效應(yīng)，焦耳定律和電流的熱效應(yīng)利和弊三部分組成，研究電熱與電阻、電流、通電時(shí)間的定性關(guān)系，焦耳定律的理解及應(yīng)用既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中，做好實(shí)驗(yàn)及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是關(guān)鍵。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
一、教學(xué)目標(biāo)1.知道電流熱效應(yīng)的現(xiàn)象及能量的轉(zhuǎn)化。2.通過(guò)探究影響電流熱效應(yīng)的因素，理解焦耳定律的內(nèi)容，能夠利用焦耳定律公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3.會(huì)利用焦耳定律解釋一些生活中簡(jiǎn)單現(xiàn)象。4.舉例說(shuō)出生活中利用電熱的實(shí)例，了解電熱的危害和防止方法。
二、核心素養(yǎng)科學(xué)觀念：通過(guò)對(duì)焦耳定律的理解，讓學(xué)生逐步形成能量的觀念?？茖W(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究的能力和理論分析的能力，體會(huì)運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
科學(xué)探究：通過(guò)探究影響電流熱效應(yīng)的因素，理解焦耳定律的內(nèi)容?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)學(xué)習(xí)能夠把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，樹(shù)立學(xué)好科學(xué)文化知識(shí)為社會(huì)服務(wù)的觀念。
重點(diǎn)
焦耳定律、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用、電熱的計(jì)算
難點(diǎn)
電熱大小的影響因素的猜想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，例如：電取暖器、電磁爐、電飯煲。出示圖片：電取暖器、電磁爐、電飯煲你知道它們的工作原理嗎？
學(xué)生觀察圖片，思考提出的問(wèn)題
為引出本節(jié)課題做鋪墊。
講授新課
一、常用電熱器1.電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。思考討論：（1）各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，你能列舉出哪些家用電熱器？出示圖片：電熨斗、電熱毯、電熱壺、電飯煲另外還有電熱水器、電烘箱、熱的快、電取暖器等。2．電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？?jī)?yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
缺點(diǎn)：①在家庭電路中，由于長(zhǎng)期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會(huì)加速老化，甚至?xí)?br/>燒毀絕緣層而引發(fā)火災(zāi)；
②同時(shí)，由于電流熱效應(yīng)，會(huì)影響家電的使用性能和壽命。
那么，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)呢？活動(dòng)：研究電熱跟哪些因素有關(guān)1.猜想與假設(shè)
(1)可能與導(dǎo)體電阻的大小有關(guān)，R越大，Q越大。(2)可能與電流的大小有關(guān)，I
越大，Q越大。(3)可能與通電時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，t
越大，Q越大。2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)化法。研究電熱跟哪些因素有關(guān)燒瓶與玻璃管相當(dāng)于液體溫度計(jì)，只要比較
2
根玻璃管內(nèi)液面上升的高度，就可以比較出液體溫度上升的高低，進(jìn)而比較
2
根電阻絲放出熱量的多少。3.
實(shí)驗(yàn)器材煤油、電阻絲、燒瓶、開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)一：研究電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響1.
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響，應(yīng)該控制電流和通電時(shí)間不變，則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻串聯(lián)后接入電路。2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）將
2
根電阻絲串聯(lián)在電路中，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置(如果是溫度記則讀出溫度計(jì)讀數(shù)）。（2）閉合開(kāi)關(guān)，記下電流表的讀數(shù)。（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置（或溫度計(jì)讀數(shù)）。（4）比較
2
根玻璃管內(nèi)液面上升的高度（或溫度計(jì)讀數(shù)）
，推測(cè)得出當(dāng)電流相等時(shí)，電阻與電流產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。3.實(shí)驗(yàn)視頻4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電阻較大的這邊煤油的溫度高。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)二：研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響，應(yīng)該控制電阻和通電時(shí)間不變，改變電流的大小。2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）如圖所示：將2根電阻絲并聯(lián)在電路中，并各自與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)起來(lái)，標(biāo)出2根玻璃管內(nèi)液面的位置(如果是溫度記則讀出溫度計(jì)讀數(shù)）。（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使R1和R2的電流不同，觀察溫度計(jì)的示數(shù)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，標(biāo)出
2
根玻璃管內(nèi)液面的位置（或溫度計(jì)讀數(shù)）。（3）比較2根玻璃管內(nèi)液面上升的高度（或溫度計(jì)讀數(shù)）
，推測(cè)得出當(dāng)電阻相等時(shí)，電流與產(chǎn)生的熱量之間的關(guān)系。3.視頻：電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電流較大的這邊煤油的溫度高。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。顯然，通電的時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量就越多。二、焦耳定律１、焦耳定律進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)可以得出：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，它最先是由英國(guó)科學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。2、公式：Q
=I?Rt電流的單位是安(A)，電阻R的單位是歐(?)，時(shí)間t的單位是秒(s)。熱量Q的單位是焦(J)
：1J=1A2?Ω?s。出示圖片：英國(guó)物理學(xué)家焦耳英國(guó)物理學(xué)家焦耳，年輕時(shí)就從事電和磁的研究。他做了許多實(shí)驗(yàn)研究熱和功之間的聯(lián)系，以及電流的熱效應(yīng)。思考與討論：（1）電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能；
電熨斗工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，
電熨斗工作時(shí)可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。（2）電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，你能推導(dǎo)出焦耳定律嗎？請(qǐng)你自己推導(dǎo)一下。若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即:Q
=
W又∵W
=
UIt根據(jù)歐姆定律U
=
IR∴Q
=
W
=
UIt
=
I2Rt例題：如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開(kāi)；當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中
R2
是加熱用的電熱絲，阻值為
55
歐；R1
是電阻，阻值為
145
歐。:試求
（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作
30分鐘產(chǎn)生多少熱量？（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？解：（1）在加熱狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
接通，電路中只接入電熱絲R2
，因此通過(guò)R2
的電流：I=U/R2=220伏/55歐=4安根據(jù)焦耳定律，R2
上產(chǎn)生的熱量：Q=
I2Rt=(4安)2
×
55歐×
30×60秒=1.584×106焦.假設(shè)此時(shí)電路中的電流為
I′，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：U=U1
+U2
=I′R1
+I′R2電飯鍋消耗的功率：P′=U
I′=220
伏
×1.1
安
=242
瓦答：（1）電飯鍋正常工作
30
分鐘產(chǎn)生的熱量為
1.584×106
焦。（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為
242
瓦。思考與討論:上面這個(gè)問(wèn)題還可以用什么方法來(lái)求解？解析：純電阻電路中，電流做多少功，就是將多少電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，計(jì)算焦耳熱時(shí)可用的公式為：Q=12Rt=W=Pt=Ult=
U2
t
/
R計(jì)算功率時(shí)可用：P=12R=
U2/
R解：（1）在加熱狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
接通，電路中只接入電熱絲R2R2
上產(chǎn)生的熱量：Q=12R2t=
（220V）2/55Ω×30×60s=1.584×106J（2）在保溫狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)，電阻
R1
與電熱絲
R2
相串聯(lián)，電飯鍋消耗的功率:P=U2/R2=（220V）2/(145Ω+55Ω)=242Ω課堂練習(xí)1.當(dāng)一個(gè)電阻的阻值為時(shí),將它接在電路中通電一段時(shí)間，產(chǎn)生的熱量為Q
。如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q
,下列辦法中可行的是(
)A.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
B.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
C.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
,通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的1/2
,電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍答案:A2.甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5:4,通過(guò)的電流之比為2:1，通電時(shí)間之比為1:2，則電流通過(guò)甲、乙兩個(gè)電熱器產(chǎn)生的熱量之比為(
)A.5∶2B.5∶4C.2∶5D.10∶1答案:A3.將規(guī)格都是“220V
180W
”
的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說(shuō)法正確的是(
)A.電冰箱產(chǎn)生的熱量最多B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C.電熱毯產(chǎn)生的熱量最多D.三者產(chǎn)生的熱量一樣多答案:C4.
兩個(gè)電阻絲串聯(lián)后接在電壓恒定的電源兩端,在一定時(shí)間內(nèi)甲電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q1，乙電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q2，若只將甲電阻絲接在該電源兩端,在相同時(shí)間內(nèi)甲電阻絲產(chǎn)生的熱量為_(kāi)___________________答案:
5.電熱毯是冬季北方常用的取暖設(shè)備，它是利用_________________________________________來(lái)工作的。而計(jì)算機(jī)內(nèi)都裝有小風(fēng)扇，它工作時(shí)把熱空氣驅(qū)走，這是為了________________。___________________________________答案:電流的熱效應(yīng)
(或電流通過(guò)用電器產(chǎn)生熱量);電流的熱效應(yīng),
(或電流通過(guò)用電器產(chǎn)生熱量)
學(xué)生閱讀課文學(xué)生思考討論學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生說(shuō)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生說(shuō)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理解并記憶焦耳定律學(xué)生思考討論學(xué)生思考討論在老師引導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行計(jì)算學(xué)生思考討論學(xué)生練習(xí)
鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力掌握電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，掌握電流的熱效應(yīng)的利和弊。.鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力鍛煉學(xué)生的觀察能力和總結(jié)能力鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力鍛煉學(xué)生的觀察能力和總結(jié)能力讓學(xué)生進(jìn)一步理解焦耳定律掌握能量之間是如何轉(zhuǎn)化的鍛煉學(xué)生的推導(dǎo)能力，和邏輯思維能力鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力規(guī)范學(xué)生的解題步驟拓展學(xué)生的思維和推導(dǎo)能力鞏固所學(xué)知識(shí)
課堂小結(jié)
1、電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。2、電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的長(zhǎng)短、電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小有關(guān)。3、焦耳定律：電流通過(guò)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(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt
1J=1A2?Ω?s
梳理自己本節(jié)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行交流
根據(jù)學(xué)生表述，查漏補(bǔ)缺，并有針對(duì)性地進(jìn)行講解補(bǔ)充。
板書
一、常用電熱器1.電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.電流熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì)從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程。3.研究電熱跟哪些因素有關(guān)二、焦耳定律1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時(shí)間成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。2.公式：Q
=I?Rt
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浙教版科學(xué)九上3.6
電能第4課時(shí)導(dǎo)學(xué)案
課題
3.6電能
單元
3
學(xué)科
科學(xué)
年級(jí)
九
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能目標(biāo)1、知道電流熱效應(yīng)的現(xiàn)象及能量的轉(zhuǎn)化。2、通過(guò)探究影響電流熱效應(yīng)的因素，理解焦耳定律的內(nèi)容，能夠利用焦耳定律公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3、會(huì)利用焦耳定律解釋一些生活中簡(jiǎn)單現(xiàn)象。4、舉例說(shuō)出生活中利用電熱的實(shí)例，了解電熱的危害和防止方法。
方法與過(guò)程目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究的能力和理論分析的能力，體會(huì)運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。情感與價(jià)值觀目標(biāo)通過(guò)學(xué)習(xí)能夠把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，樹(shù)立學(xué)好科學(xué)文化知識(shí)為社會(huì)服務(wù)的觀念。
【教學(xué)重點(diǎn)】
焦耳定律、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用、電熱的計(jì)算
【教學(xué)難點(diǎn)】
電熱大小的影響因素的猜想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
【導(dǎo)學(xué)方法】
知識(shí)點(diǎn)總結(jié),考點(diǎn)精講,講練結(jié)合,課后鞏固。
【課前預(yù)習(xí)】
1．電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是將____________轉(zhuǎn)化成_____________的過(guò)程。2．電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與__________、__________和
__________有關(guān)。3．焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的_________，跟導(dǎo)體的電阻_________，跟通電時(shí)間_________。
學(xué)習(xí)探究
【新知導(dǎo)入】
生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，例如：電取暖器、電磁爐、電飯煲。出示圖片：電取暖器、電磁爐、電飯煲你知道它們的工作原理嗎？
【合作探究】
一、常用電熱器1.電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的___________，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.
從能量的轉(zhuǎn)化看，電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是_____________________。3.思考討論（1）各種各樣的電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的，你能列舉出哪些家用電熱器？（2）電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？二、影響電流產(chǎn)生熱量多少因素有哪些？1.
電熱與電阻大小有什么關(guān)系？在_______________和_____________相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____________有關(guān)，____________
越大，____________越多。2.
電熱與電流大小有什么關(guān)系？
在_______________和_____________相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____________有關(guān)，____________
越大，____________越多。
3.
電熱與通電時(shí)間有什么關(guān)系？在_______________和_____________相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____________有關(guān)，____________
越長(zhǎng)，____________越多。三、焦耳定律1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的
成正比，跟導(dǎo)體的
成正比，跟
成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。2.公式：
，電流的單位是_____，電阻R的單位是_________歐(?)，時(shí)間t的單位是________秒(s)。熱量Q的單位是_________
1J=____________
3.思考與討論:
（1）電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種用電器可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？（2）電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，你能推導(dǎo)出焦耳定律嗎？請(qǐng)你自己推導(dǎo)一下。4.典型例題：如圖是電飯鍋的電路圖。電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，將鍋內(nèi)的水加熱直到燒開(kāi)；當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)
S
斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。圖中
R2
是加熱用的電熱絲，阻值為
55
歐；R1
是電阻，阻值為
145
歐。試求
（1）在加熱狀態(tài)下，電飯鍋正常工作
30分鐘產(chǎn)生多少熱量？（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率多大？
【課堂總結(jié)】
【課堂練習(xí)】
1、如圖所示,是探究電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。燒瓶?jī)?nèi)裝有質(zhì)量和初溫完全相同的煤油,瓶中銅絲和鎳鉻合金絲的長(zhǎng)度、橫截面積相同。下列選項(xiàng)正確的是(???
)
A.在甲圖中,探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系B.在乙圖中,探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系C.在甲圖中,閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后,A瓶中溫度計(jì)的示數(shù)更高D.在乙圖中,相同時(shí)間內(nèi),電流越小,溫度計(jì)的示數(shù)升高得越多
2、下圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。將兩根阻值不等的電阻絲R1、R2串聯(lián)后分別放入兩個(gè)透明容器中,并封閉等量的空氣。通電前,A、B兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平。接通電源一分鐘后,通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2,則(????
)
A.I1>I2,A管中的液面較高B.I1)
A.電腦
B.
電風(fēng)扇
C.
電熨斗
D.
洗衣機(jī)4.某電熱器有兩根電阻絲,只給一根通電,煮沸一壺水用的時(shí)間為t1;只給另一根通電,煮沸同樣一壺水用的時(shí)間為t2。若兩根電阻絲并聯(lián)接到原來(lái)的電源上,煮沸同樣一壺水需用的時(shí)間為t,則(????
)A.t=t1+t2
B.
C.t>t1
D.t>t25.有兩根電阻絲R1、R2和一個(gè)電源E,且電源E兩端電壓保持不變。如果只將電阻絲R1接在電源E兩端,電阻絲R1在120s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為12Q;如果將電阻絲R1、R2并聯(lián)接在電源E兩端,電阻絲R1、R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量為8Q;如果將電阻絲R1、R2串聯(lián)接在電源E兩端,為使電阻絲R1、R2產(chǎn)生的總熱量為3Q,則需要通電的時(shí)間是????????s。
參考答案
課前預(yù)習(xí)
1.
電能
內(nèi)能
2.
通電時(shí)間的長(zhǎng)短
電流的大小
導(dǎo)體電阻的大小
3.
平方成正比
成正比
成正比
合作探究：
一、常用電熱器
1.
溫度升高
2.
電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的過(guò)程
3.（1）電熨斗、電熱毯、電熱壺、電飯煲、電熱水器、電烘箱、熱的快、電取暖器
（2）優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
缺點(diǎn)：①在家庭電路中，由于長(zhǎng)期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會(huì)加速老化，甚至?xí)?br/>燒毀絕緣層而引發(fā)火災(zāi)；
②同時(shí)，由于電流熱效應(yīng)，會(huì)影響家電的使用性能和壽命。
二、影響電流產(chǎn)生熱量多少因素有哪些？
1.
通電電流
通電時(shí)間
電阻
電阻
電流產(chǎn)生的熱量
2.
電阻
通電時(shí)間
電流
電流
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量
3.
通電電流
電阻
通電的時(shí)間
通電的時(shí)間
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量
三、焦耳定律
1.
平方
電阻
2.
Q
=I?Rt
安(A)
歐(?)
焦(J)
1A2?Ω?s。
3（1）電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱能和機(jī)械能；
電熨斗工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，
電熨斗工作時(shí)可以認(rèn)為是將電能全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。
（2）若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即:Q
=
W
又∵W
=
UIt
根據(jù)歐姆定律U
=
IR
∴Q
=
W
=
UIt
=
I2Rt
4.解：（1）在加熱狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)
S
接通，電路中只接入電熱絲R2
，因此通過(guò)R2
的電流：
I=U/R2=220伏/55歐=4安
根據(jù)焦耳定律，R2
上產(chǎn)生的熱量：
Q=
I2Rt=(4安)2
×
55歐×
30×60秒=1.584×106焦.
假設(shè)此時(shí)電路中的電流為
I′，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：U=U1
+U2
=I′R1
+I′R2
電飯鍋消耗的功率：P′=U
I′=220
伏
×1.1
安
=242
瓦
答：（1）電飯鍋正常工作
30
分鐘產(chǎn)生的熱量為
1.584×106
焦。（2）在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為
242
瓦。
課堂練習(xí)：
1.
答案：
A
2.
答案：
D
3.
答案：
C
4.
答案：
B
5.
答案：
120
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精品試卷·第
2
頁(yè)
（共
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