电和热

　　第四节   电和热●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 ap=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、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