1.物理觀念： 知道電流的熱效應；了解焦耳定律，能用焦耳定律說明生產、生活中的一些現(xiàn)象。有安全用電和節(jié)約用電意識。
2.科學思維： 通過電熱的利用和防止知識的學習，認識到科學也是辯證的統(tǒng)一。
3.科學探究： 通過實驗探究電流的熱效應跟電流大小的關系，學習控制變量法，經(jīng)歷探究的過程。
4.科學態(tài)度與責任： 通過探究電流的熱效應跟電阻、電流大小的關系，認識科學探究的重要性。使學生體會到物理與生活生產的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生將物理知識主動應用于生產生活的意識。
教學重點 焦耳定律及應用。
教學難點 探究電流的熱效應與電阻的關系
電流通過燈絲時，電能轉化為內能，燈絲變得灼熱而發(fā)光。
電流通過電熱器的電熱絲時，電能轉化為內能。
電流通過燈泡的燈絲時，燈絲變得灼熱而發(fā)光，這種電能轉化為內能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應（heating effect）。
如圖所示，將釘子垂直穿過橡皮蓋，選一條金屬絲，兩端分別繞在釘子的尖端，裝好后放入玻璃瓶內。釘子之間的細金屬絲就如同電燈泡的燈絲。
動手做 自制燈泡
釘子之間的細金屬絲就如同電燈泡的燈絲。當電流通過時，金屬絲迅速發(fā)熱并變紅，當很快就燒掉了。換用不同材質、不同粗細、不同長度的金屬絲，接通電源，觀察現(xiàn)象。
在這短暫的時間內，你經(jīng)歷了發(fā)明家愛迪生發(fā)明燈泡的過程。
一、電流的熱效應與什么因素有關
制定計劃與設計實驗：自制3個如圖所示的“燈泡”，其內金屬絲分別選用電阻值相同的鎳鉻合金絲2條和電阻值不同的鎳鉻合金絲1條。瓶蓋中間打一孔，插入帶有紅色液柱的玻璃管，給金屬絲通電，觀察玻璃管中紅色液柱的上升情況，就可以比較電流通過鎳鉻合金絲產生的熱量。
制定計劃與設計實驗：取三個“燈泡”的電阻為R1、R2和R1，我們分兩步進行實驗：1.串聯(lián)電路各處電流相等。將R1和R2串聯(lián)，觀察電流相同時，產生的熱量與電阻大小的關系。
進行實驗與收集證據(jù)：1.將R1和R2串聯(lián)，觀察電流相同時，產生的熱量與電阻大小的關系。
實驗現(xiàn)象：串聯(lián)時，電阻大的液柱上升快。
進行實驗與收集證據(jù)：
實驗現(xiàn)象：串聯(lián)時，電阻大的液柱上升快。實驗表明：在相同時間內，電流相同時，電阻較大比電阻較小的導體產生的熱量多。
制定計劃與設計實驗：2.并聯(lián)支路兩端電壓相等。將R1和變阻器串聯(lián)，再與R1并聯(lián)接入電路，觀察電阻相同時，產生的熱量與電流大小的關系。
進行實驗與收集證據(jù)：2. 將R1和變阻器串聯(lián)，再與R1并聯(lián)接入電路，觀察電阻相同時，產生的熱量與電流大小的關系。
現(xiàn)象：電阻相同時，電流大的液柱上升快。
現(xiàn)象：電阻相同時，電流大的液柱上升快。實驗表明：在相同時間內，電阻相同時，電流較大比電流較小的導體產生的熱量多。
分析論證：
實驗表明：在相同時間內，電流相同時，電阻較大比電阻較小的導體產生的熱量多；電阻相同時，電流較大比電流較小的導體產生的熱量多。
從能量角度來說，電能轉化為內能的過程，是用電器消耗電能做功的過程。所以，我們可以利用電功關系進行理論探究。
如圖所示，將R1和R2串聯(lián)，接在電源上，通過它們的電流應該是相等的。通電一段時間后，對這兩端鎳鉻合金絲產生的熱量就是電流所做的功。
理性探究：熱效應與電阻的關系
即Q=W電流所做的功W=UIt，根據(jù)歐姆定律導體兩端電壓U=IR，所以Q=W=UIt=IR×It=I2Rt，即電熱Q=I2Rt。
英國物理學家焦耳做了大量實驗于1840年最先精確地確定了電流通過導體產生的熱量（電熱）與電阻、電流、通電時間的關系。 電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫做焦耳定律（Jule law）。公式表述：Q=I2Rt。
焦耳定律公式表述：Q=I2Rt。熱量Q的單位：J電流I的單位：A電阻R的單位：Ω時間t的單位：s
焦耳（1818-1889）英國物理學家，用40多年時間做了400多次試驗，研究熱與功的關系，得出焦耳定律。
在生活和生產中，許多地方要利用電熱。根據(jù)電流的熱效應，人們制造出電烤箱、電熨斗、電烙鐵、白熾電燈等電器。
三、電流的熱效應的利用與危害
利用電熱。根據(jù)電流的熱效應，人們制造出電烤箱、電熨斗、電烙鐵、白熾電燈等電器。電流還用于熔化和焊接金屬。
防止電熱危害。有很多情況下，我們并不希望導體的溫度過高，要設法減少電熱。例如在電路中，由于導線有電阻，也要產生熱量，容易使導線的絕緣外皮迅速老化，甚至可能燒壞，這就需要考慮如何減少產生的熱量。焦耳定律是我們解決這些問題的理論依據(jù)。
防止電熱危害。有很多情況下，我們并不希望導體的溫度過高，要設法減少電熱。
在各種電器的線路板中，用銅箔或銀箔做導線，可減小導線電阻，避免電器溫度過高。
電腦，電視機的散熱窗，避免電器溫度過高而損壞。
輸電導線常采用鋁線或銅線作為芯線，是為了減小電熱造成能量損耗。
例題 標有“220V 880 W”電熱水器，正常工作時，通過它的電流是多少？電阻是多少?通電100s產生的熱量是多少？
1.下列說法不正確的是（ ）A. 電能轉化為內能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應 B. 影響電熱的因素有電流、電阻和通電時間 C. 電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 D. 電流通過手機不產生電熱
2.下列用電器不是利用電流的熱效應的是（ ）A.電飯煲B.電熨斗C.電風扇D.電烙鐵
3.下列設備是利用電流熱效應工作的是（ ）A. 輸電導線用鋁線 B. 輸電線用銅線C. 在各種電路板上用銅箔或銀箔做導線 D. 養(yǎng)雞場的電熱孵化器
4.下列設備是利用電流熱效應工作的是（ ）
5.一只燈泡燈絲斷了，把斷了的燈絲搭在一起，下列說法正確的是（ ）A.燈泡比原來暗一些B.燈絲電阻比原來大一些C.燈泡的實際功率大一些D.燈泡的實際功率小一些
1. 電流的熱效應與什么因素有關(1)電流通過導體，導體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流熱效應。實質：電能轉化為內能。(2)實驗探究：將電流產生的熱量轉化為液柱變化?？刂谱兞侩娏鳌⑼姇r間、電阻。電熱與電流、電阻、通電時間有關(3)理性探究：電熱器Q=UIt=IR×It=I2Rt 2.焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式表述：Q=I2Rt。3.電流熱效應的利用與危害利用電熱加熱：電熱器、電焊接、電切割防止電熱危害，減小電阻，散熱。
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3 焦耳定律

版本： 教科版（2024）

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