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1~2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4~6 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。利用欧姆定律I= ,将二式中U消去,可以得到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 Ω,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 Ω I=2 A
P=I2R=(2 A)2×2 Ω=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 A×2 Ω=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、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
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