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《电流的热效应》教学设计

一、教学目标

1、知识与技能目标

（1）学生能够理解电流的热效应现象，知道电流通过导体时电能转化为热能。

（2）学生能够理解焦耳定律的内容，掌握焦耳定律的表达式，并能进行简单的计算。

（3）学生能够了解生活中常见的利用和防止电流热效应的实例。

2、过程与方法目标

（1）通过实验探究，培养学生设计实验、观察实验现象、收集实验数据、分析实验结果的能力。

（2）通过理论推导，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观目标

（1）通过实验探究，激发学生的学习兴趣，培养学生的合作精神和创新意识。

（2）通过了解电流热效应在生活中的应用和危害，培养学生的安全意识和节能意识。

二、教学重难点

1、教学重点

（1）电流的热效应现象和焦耳定律的内容。

（2）焦耳定律的表达式及其应用。

2、教学难点

（1）实验探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。

（2）焦耳定律的推导和理解。

三、教学方法

1、实验探究法

通过实验探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，让学生亲身体验科学探究的过程，培养学生的实验探究能力和科学思维能力。

2、讲授法

讲解电流的热效应现象、焦耳定律的内容和表达式，使学生掌握基本的物理知识。

3、讨论法

组织学生讨论生活中常见的利用和防止电流热效应的实例，培养学生的分析问题和解决问题的能力，以及交流合作的能力。

四、教学过程

1、导入新课

（1）展示一些生活中常见的电器，如电热水器、电烤箱、电暖器等，提问学生这些电器工作时会有什么共同的现象？

（2）引导学生观察这些电器的发热部分，如电热水器的加热管、电烤箱的发热丝、电暖器的发热片等，提问学生这些发热部分有什么共同的特点？

（3）引出电流的热效应概念：电流通过导体时电能转化为热能，这种现象叫做电流的热效应。

2、新课教学

（1）实验探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关

①提出问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？

②猜想与假设：学生根据生活经验和已有的知识，提出自己的猜想，如电流的大小、电阻的大小、通电时间的长短等。

③设计实验：

实验器材：电源、导线、开关、电阻丝（不同阻值）、量热器、温度计、秒表等。

实验电路图：设计两个电路，一个电路中电阻丝的阻值不同，另一个电路中电阻丝的阻值相同，但通过的电流不同。

实验步骤：

探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系：将阻值不同的电阻丝串联在电路中，通电相同时间，测量量热器内液体的温度变化。

探究电流通过导体产生的热量与电流的关系：将阻值相同的电阻丝分别接入不同的电路中，使通过电阻丝的电流不同，通电相同时间，测量量热器内液体的温度变化。

探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系：将阻值相同的电阻丝接入电路中，通过相同的电流，分别通电不同的时间，测量量热器内液体的温度变化。

④进行实验：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意观察实验现象，记录实验数据。

⑤分析与论证：学生根据实验数据，分析电流通过导体产生的热量与电阻、电流和通电时间的关系，得出实验结论。

实验结论：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比。

（2）焦耳定律

①介绍焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

②推导焦耳定律的表达式：设电流为I，电阻为R，通电时间为t，则电流通过导体产生的热量Q＝I2Rt。

③焦耳定律的单位：焦耳（J），1焦耳＝1安培2×欧姆×秒

（3）焦耳定律的应用

①例题讲解：通过一道例题，让学生掌握焦耳定律的应用。

例：一台电烤箱，其电阻丝的阻值为44Ω，接入220V的电路中，通电10min，求电烤箱产生的热量。

解：已知电阻R＝44Ω，电压U＝220V，通电时间t＝10×60s＝600s

根据欧姆定律I＝U/R＝220V/44Ω＝5A

根据焦耳定律Q＝I2Rt＝52×44×600＝66×10^5J

答：电烤箱产生的热量为66×10^5J。

②练习巩固：让学生做几道相关的练习题，巩固所学知识。

（4）生活中常见的利用和防止电流热效应的实例

①利用电流热效应的实例：电热水器、电暖器、电烙铁、电饭锅等。

②防止电流热效应的实例：电脑主机中的散热风扇、电视机中的散热片、电动机中的散热装置等。

3、课堂小结

（1）回顾电流的热效应现象、焦耳定律的内容和表达式。

（2）总结实验探究的过程和方法。

（3）强调生活中利用和防止电流热效应的重要性。

4、布置作业

（1）完成课本上的课后练习题。

（2）查阅资料，了解更多关于电流热效应的应用和发展。

五、教学反思

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