蘇科版《15.3 電熱器 電流的熱效應》教學設計

許穎華

一、教學目標

1.知道電熱器是主要利用電流熱效應工作的裝置。

2.通過實驗探究，知道電熱器產生的熱量與電熱器的電流、電阻、時間的關系，領會控制變量法的應用和學會用轉換的方法來比較電阻絲的發熱多少。

3.針對與電熱有關的實際問題，提升運用焦耳定律分析問題、解決問題的能力。

二、教學重點

實驗探究電熱器產生的熱量與通過導體的電流、電阻、時間的關系。

三、教學難點

在探究過程中，領會控制變量、轉換以及對比觀察的基本

方法。

四、教學器材

電源、錐形瓶、煤油、電流表、滑動變阻器、導線、開關。

五、教學設計

（一）創設情境，引入新課

引入：提前讓學生預習電熱器定義并找家庭里電熱器的事例，上課時讓學生展示自己找的圖片（如電暖器、電水壺、電爐）提問：這些電熱器工作時，將電能轉化為什么能呢？

歸納：導體中有電流通過時會發熱，將電能轉化為內能，這種現象稱為電流的熱效應。主要利用電流熱效應來工作的裝置稱為電熱器。

追問：電流的熱效應對我們都是有利的嗎？課件展示生活素材讓學生了解電熱器的危害。所以對電熱器有利的部分要充分利用，有害的部分要盡可能減少。

（二）探究影響電流熱效應的因素

展示電爐的使用錄像，提問：電爐接入電路中時，電爐和電線中流過相同的電流，為什么電爐絲熱得發紅，而導線幾乎不發熱。

思考：電流通過電熱器產生的熱量的多少可能與哪些因素有關？展開猜想：現象一：電爐絲通電能產生熱。猜想一：電爐絲產生的熱量與電流有關。現象二：電爐絲過一會才會發熱。猜想二：電爐絲產生的熱量與通電時間有關。

事實：電爐絲的材料是鎳鉻合金絲，導線材料是銅。猜想三：導體通電時產生的熱量多少與導體的電阻大小有關。

設計實驗：實驗中控制液體的種類和質量相同。

探究一：電熱與電阻的關系：控制電流和通電時間相同，只改變電阻，比較產生熱量的多少。

問題1：選擇相同的電阻還是不同的電阻？（不同的電阻）

問題2：不同的電阻如何控制電流和通電時間相同？（將兩個阻值不同的電阻串聯）

問題3：如何比較電流產生熱量的多少？（對相同的質量的液體如煤油進行加熱，比較升高的溫度，轉換法）

結論：在電阻和通電時間相同時，電流通過導體產生的熱量與導體電流的平方成正比。

探究二：電熱與電流的關系：控制電阻和通電時間相同，只改變電流，比較產生熱量的多少。

問題：如何實現在電阻和通電時間相同時，讓電流不同？只要調節電路中滑動變阻器的滑片，就可以改變電路中電流的大小。（滑動變阻器的作用）

結論：在電流和通電時間相同時，電流通過導體產生的熱量與導體的電阻成正比。

探究三：電熱與通電時間的關系：控制電流和電阻相同，只改變通電時間，比較產生熱量的多少。如何用現有的電路實現？

結論：在電流和電阻相同時，電流通過導體產生的熱量與通電時間成正比。

（三）焦耳定律

英國物理學家通過大量實驗，總結出焦耳定律：電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電時間成正比。公式：Q=I2Rt

展示補充的實驗器材，讓學生思考兩個實驗各是研究電熱與什么因素的關系？如何比較電流產生熱量的多少？兩個實驗通過電阻絲讓火柴點燃的先后判斷誰產生的熱量多。

1.電熱與電阻的關系。

2.電熱與電流的關系。

（四）聯系實際，解釋現象

解釋：為什么電爐絲熱得發紅，而導線卻不太熱？

追問：家庭電路中接入更多大功率的用電器時，導線將顯著發熱，嚴重的話會燒壞導線的絕緣皮，甚至會引起火災，這又是為什么？

（五）簡單計算

例題：某電熱器接入220V的電路中正常工作時，其電阻絲的電阻為55Ω，則該電熱器在20min內會產生多少熱量？（留課后思考題：可以用W=UIt求解嗎？）

（六）歸納小結，板書設計

1.電熱器的工作原理：電流的熱效應。

2.焦耳定律：（1）內容：電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比，與導體的電阻成正比，與通電的時間成正比。（2）公式：Q=I2Rt。

編輯 溫雪蓮