1、第四节 电和热教案 教学目标 一、知识目标 1.知道在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率跟导体的电阻成正比. 2.知道利用电热和防止电热的场合和方法. 二、能力目标 1.通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系，培养学生的观察分析能力和概括能 力. 2.通过本节内容的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力. 三、德育目标 1.通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的，激发学生学习物理、热 爱科学的兴趣. 2.在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想. 教学重点 通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系. 教学难点 组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论. 教学方
2、法 探究法、观察法、讨论法. 教具准备 学生用：烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源. 演示用：电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪. 课时安排 1 课时 教学过程 一、引入新课 师同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成热能的例子.通过对电能 的学习，大家已经了解电流通过导体时，导体会发热，谁还记得这是电流的什么效应？ 生这叫电流的热效应. 师在前面课程小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯 泡（同学们一起说）热.有没有同学触摸过导线，如小灯泡连接的导线热不热. 生我摸过，没感觉到热. 生我也在家里摸过做饭的电饭锅，饭都熟了，导线也没感觉到热. 师同学们有
3、没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？ 生相同. 师导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热,这是为什么？ 今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关. 二、进行新课 1.电流的热效应跟电阻大小的关系 想想做做 师同学们四人一组，选择你们面前的仪器设计实验，讨论如何做，有什么问题可 以提出来. 生为什么要用煤油，用水不可以做吗？ 生为什么是等量的煤油，不等量行吗？ 师完全可以用水来代替煤油，只不过时间可能要长一些才能从温度计上读出温度 值.原因同学们在后续课程中将会找到答案.谁能回答第二个问题？ 生只有等量的煤油，才能通过它们的温度讨论电流产
4、生的热量.这样的方法应该是 控制变量法. 师同学们如果没有什么问题，可以开始实验. （学生实验，教师巡视，提醒同学们注意安全） 生两个瓶中温度不同. 生浸泡着镍铬合金丝的瓶中温度计指示的温度高. （引导学生分析） 生煤油温度高，说明煤油中的金属丝产生的热量多.即电阻大的金属丝产生热量较 多. 师刚才有同学问，为什么把金属丝做成螺旋状，直的不行吗？请同学们看下面的 演示. 演示电热切割（可让 12 位同学演示） 如图，电阻丝和铜丝各一段，在木架上串联后接入电压为 46 V 的蓄电池组上.同时将 相同的泡沫塑料板与电阻丝和铜丝接触（过一会）. 生和电阻丝接触的塑料泡沫板被烧熔切开，和铜丝接触的没有
5、切开. 生这说明电阻丝产生的热量多. 生就是说在电流相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多. 师大家都同意后一个同学归纳的结论吗？ （同学们开始议论.教师提醒大家：他是不是忽视了一个重要条件：从实验考虑） 生电阻丝和铜丝在同一个串联电路中，它们工作的时间相同. 生应该说，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多. 生也可以说在电流相同的情况下，电阻越大，产生热量的功率越大. 师电阻所以发热，是因为 生消耗了电能. 师电阻越大，产生热量的功率越大，说明： 生电流相同的情况下，电阻越大，耗电的功率越大. 师电阻和功率具体的数量关系是什么呢？ 引导学生写出电功率的表达式 P=IU.利用
6、欧姆定律 I= .将二式中 U 消去，可以得到R P=I2R. 生在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.（板书） 师从上面表达式中，同学们能不能进一步了解在电阻相同的条件下，电流和功率 的关系？ 生从上式中可以看出：在电阻相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体中电 流的二次方成正比. 师同学们表达得非常好.请大家看书中“！”.在说到两个物理量“成正比” “成反 比”的时候，一定要注意条件：关系式中其他物理量的大小不变. 投影 例题：某导体的电阻是 2 ，通过 2 A 的电流时，电能转化成热时的功率是多少？ （教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演） 解：由题知：R=2
7、 I=2 A P=I2R=（2 A） 22 =8 W 导体将电能转化成热时的功率是 8 W. 同学们在演算过程中，教师要提醒大家注意：代入计算的时候，要将电流的单位 “A”一起平方，不能写成 P=I2R=22 A2 =8 W，安培和欧姆相乘，不能得到瓦特. 师我们通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟电阻大小的关系.同学 们现在能不能回答本节开始时的问题？ 生导线和用电器（电炉或电饭锅或电灯）中通过的电流相同，但是导线的电阻较 小，而那些电器的电阻较大，所以，那些电器发热，而导线几乎感觉不到热. 师生活中有些电热我们要利用，有些电热我们是要防止的. 2.电热的利用和防止 师关于电热的利
8、用，同学们已经了解了许多，比如 生电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉 师同学们举出的都是利用电来加热的设备，都是常见的电热器. 出示电炉（可用投影仪投影放大） 师电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成？ 生主要是炉丝即电阻丝. 生还必须有炉盘，电炉盘是绝缘材料做成的. 师从实际考虑，电炉丝应该有什么要求？ 生电炉就是要靠电炉丝发热的，所以炉丝的电阻应该很大. 生炉丝还应有较高的熔点，这样它在发热时才不容易烧断. 师同学们以电炉为例说明发热体是什么做的？ 生发热体是由电阻（率）大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的. （教师出示“热得快” 、电饭锅、电熨斗等电热器，并能将电饭锅、电
9、熨斗的发热板取 出让学生观察，向学生说明，其他的电热器也都需要用电阻大、熔点高的金属导体作为发 热体） 师我们了解了电热器，大家能不能说说使用电热有什么好处？ 生电热清洁卫生，没有环境污染. 生热效率高，使用方便. 生能方便地调节，如控制温度，操作简单. 生 师同学们知道了利用电热的好处.但有些时候，有些地方的电热我们是不需要的， 还要设法防止.有关的内容，大家了解的有哪些呢？ 生电机使用过程中会发热，如果连续使用时间过长，还会烧坏电机. 生有些导体上的绝缘材料会因温度过高，使绝缘材料迅速老化，甚至烧坏. 生电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔，就是为了能通风散热. 生电脑中还装有风
10、扇，也是为了散热，减少电热的危害. 生老师用的投影仪上也装有小风扇，也是为了快点散热. 生农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会，等凉了再用，是 为了防止电热可能造成的危害. 师同学们对电热的危害及防止了解的还真不少.老师这儿有一份电器的说明书，请 大家仔细阅读，并分析说明其中的道理. 投影 教师引导学生着重注意以下内容：将电器置于通风良好处；勿使电器淋雨或受潮，长 期不用的电器隔一段时间应该通电一次. 生电器工作时，置于通风良好的地方，是为了能使电器更好地散热、防止电热产 生的危害. 生电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，影响用电器的使用.长期不 用的电器隔一段时间要
11、通电，是为了利用电热来驱潮，是电热的利用. 师同学们分析得很好，大家一起来小结本节内容. 三、小结 本节课我们学习了如下知识 1.电流的热效应跟电阻大小的关系. 2.电热的利用及防止. 四、动手动脑学物理 1.开放性的试题，鼓励学生提出各种改进意见，不必保证他们的意见都是百分之百正 确，但学生必须认真做. 2.导线相互连接的地方存在接触电阻.所以通电的时候，电能转化成热的功率较大，产 生热量较多.因此，相互连接的地方比别处更容易发热，甚至引起火灾. 五、板书设计 1.电流的热效应跟电阻大小的关系 P=I2R 在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比. 2.电热的利用和防止 （1）电热的利用 电热器：利用电来加热的设备. 发热体： 电热的优点： （2）防止电热的危害
