苏科版《15.3 电热器 电流的热效应》教学设计

一、教学目标

1.知道电热器是主要利用电流热效应工作的装置。

2.通过实验探究，知道电热器产生的热量与电热器的电流、电阻、时间的关系，领会控制变量法的应用和学会用转换的方法来比较电阻丝的发热多少。

3.针对与电热有关的实际问题，提升运用焦耳定律分析问题、解决问题的能力。

二、教学重点

实验探究电热器产生的热量与通过导体的电流、电阻、时间的关系。

三、教学难点

在探究过程中，领会控制变量、转换以及对比观察的基本

方法。

四、教学器材

电源、锥形瓶、煤油、电流表、滑动变阻器、导线、开关。

五、教学设计

（一）创设情境，引入新课

引入：提前让学生预习电热器定义并找家庭里电热器的事例，上课时让学生展示自己找的图片（如电暖器、电水壶、电炉）提问：这些电热器工作时，将电能转化为什么能呢？

归纳：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。主要利用电流热效应来工作的装置称为电热器。

追问：电流的热效应对我们都是有利的吗？课件展示生活素材让学生了解电热器的危害。所以对电热器有利的部分要充分利用，有害的部分要尽可能减少。

（二）探究影响电流热效应的因素

展示电炉的使用录像，提问：电炉接入电路中时，电炉和电线中流过相同的电流，为什么电炉丝热得发红，而导线几乎不发热。

思考：电流通过电热器产生的热量的多少可能与哪些因素有关？展开猜想：现象一：电炉丝通电能产生热。猜想一：电炉丝产生的热量与电流有关。现象二：电炉丝过一会才会发热。猜想二：电炉丝产生的热量与通电时间有关。

事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。

设计实验：实验中控制液体的种类和质量相同。

探究一：电热与电阻的关系：控制电流和通电时间相同，只改变电阻，比较产生热量的多少。

问题1：选择相同的电阻还是不同的电阻？（不同的电阻）

问题2：不同的电阻如何控制电流和通电时间相同？（将两个阻值不同的电阻串联）

问题3：如何比较电流产生热量的多少？（对相同的质量的液体如煤油进行加热，比较升高的温度，转换法）

结论：在电阻和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与导体电流的平方成正比。

探究二：热与电流的关系：控制电阻和通电时间相同，只改变电流，比较产生热量的多少。

问题：如何实现在电阻和通电时间相同时，让电流不同？只要调节电路中滑动变阻器的滑片，就可以改变电路中电流的大小。（滑动变阻器的作用）

结论：在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻成正比。

探究三：电热与通电时间的关系：控制电流和电阻相同，只改变通电时间，比较产生热量的多少。如何用现有的电路实现？

结论：在电流和电阻相同时，电流通过导体产生的热量与通电时间成正比。

（三）焦耳定律

英国物理学家通过大量实验，总结出焦耳定律：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。公式：Q=I2Rt

展示补充的实验器材，让学生思考两个实验各是研究电热与什么因素的关系？如何比较电流产生热量的多少？两个实验通过电阻丝让火柴点燃的先后判断谁产生的热量多。

1.电热与电阻的关系。

2.电热与电流的关系。

（四）联系实际，解释现象

解释：为什么电炉丝热得发红，而导线却不太热？

追问：家庭电路中接入更多大功率的用电器时，导线将显著发热，严重的话会烧坏导线的绝缘皮，甚至会引起火灾，这又是为什么？

（五）简单计算

例题：某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电阻丝的电阻为55Ω，则该电热器在20min内会产生多少热量？（留课后思考题：可以用W=UIt求解吗？）

（六）归纳小结，板书设计

1.电热器的工作原理：电流的热效应。

2.焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。（2）公式：Q=I2Rt。