1、教育部教育部“精英杯精英杯”公开课大赛简介公开课大赛简介 2021年6月，由教育学会牵头，教材编审委员会具体组织实施，在全国8个城市，设置了12个分会场，范围从“小学至高中”全系列部编新教材进行了统一的培训和指导。每次指導，都輔以精彩的優秀示範課。在這些示範課中，不乏全國名師和各省名師中的佼佼者。他们的课程，无论是在内容和形式上，都是经过认真研判，把各学科的核心素养作为教学主线。既涵盖城市中小学、又包括乡村大部分学校的教学模式。適合全國大部分教學大區。本課件就是從全國一等獎作品中，优选出的具有代表性的作品。示范性强，有很大的推广价值。13.4电流的热效应教学目标教学目标 1、用实验探究电流通过
2、导体时，电能转化为导体的内能与哪些因素有关，重点通过实验研究方法研究导体通电时发热与导体的电子之间的关系。2、了解电流热效应跟哪些因素有关，理解并能够用焦耳定律解决一些实际问题。3、了解生活中应用焦耳定律的例子，了解节约电能的一些方法。动动脑动动脑1 1个房间里有个房间里有3 3盏灯，另一个房间有分别盏灯，另一个房间有分别控制灯的控制灯的3 3个开关，只可进开关室个开关，只可进开关室1 1次，次，再进入灯室再进入灯室1 1次，如何确定次，如何确定3 3个开关各管个开关各管哪个灯哪个灯?电器的发热现象电器的发热现象电脑中的cpu散热器使用常识：防火灾使用常识：防火灾 -勿将空调靠近窗帘勿将空调靠
3、近窗帘 在生活中的应用在生活中的应用电炉电炉电热毯电热毯热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗一一.电流的热效应电流的热效应1.1.概念：概念：猜想猜想电阻电阻R R电流电流I I通电时间通电时间t t 实验方法实验方法可以控制其他变量不变，先研究电热器可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与发出热量与电阻电阻R R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电电流流I I的关系，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t t的关的关系系。控制变量法控制变量法电流电流I I通电时间通电时间t t 热量与电阻的关系热量与电阻的关系相同相同R甲甲 R乙乙 R甲甲R乙乙 。大大R甲甲在
4、电流、通电时间在电流、通电时间相同时，阻值相同时，阻值 的电阻产生的热量的电阻产生的热量多。多。通电时间通电时间t t 热量与电流的关系热量与电流的关系电阻电阻R R相同相同 热量与时间的关系热量与时间的关系电阻电阻R R电流电流I I相同相同 在电阻、通电时间相同时，电流在电阻、通电时间相同时，电流 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。在电阻、电流相同时，通电时间在电阻、电流相同时，通电时间 的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。大大长长2.2.焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于18401840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻
5、年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。和通电时间的关系，即焦耳定律。内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比的时间成正比 。1.1.公式：公式：Q=IQ=I2 2Rt Rt (普遍适用普遍适用)单位：单位：II安安 RR欧欧 tt秒秒 QQ焦焦二二.3.3.电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 (1)tRU24.4.电功和电热的关系电功和电热的关系（W W 和和 Q Q 的关系）的关系）在电热器电路在电热器电路 (只有电阻的
6、电路只有电阻的电路)中：（电能几乎中：（电能几乎全部转化为内能）全部转化为内能）在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）电能转化为机械能）5.5.热功率热功率1.1.概念：电热器在单位时间里消耗的电能。概念：电热器在单位时间里消耗的电能。2QPI Rt=2QPIRt=wU2RUI爱迪生的白炽灯爱迪生的白炽灯18791879年，爱迪生在前人研究实年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形
7、，装到陶土坩埚里高温马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的的空气。在当年的1010月月2121日，日，这个灯泡开始点亮，持续发光这个灯泡开始点亮，持续发光4545个小时！个小时！19091909年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料钨。钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料
8、中，钨是再合适不过的。是再合适不过的。白炽灯白炽灯泡泡卡卡 口口螺丝口螺丝口小实验：小实验：1、用塑料尺、笔杆与头发摩擦，用塑料尺、笔杆与头发摩擦，再靠近碎纸屑，观察现象。再靠近碎纸屑，观察现象。2、用塑料梳子梳头发，观察现、用塑料梳子梳头发，观察现象。象。能吸引碎纸屑一、一、电荷电荷物体具有了物体具有了 我们说物体带上了我们说物体带上了“”或者说带了或者说带了电电荷荷。1、摩擦起电：、摩擦起电：用用摩擦的方法摩擦的方法使物体使物体带电带电的的现象就是现象就是 现象现象。吸引轻小物体的吸引轻小物体的性质性质电电摩擦起电摩擦起电 被被丝绸丝绸摩擦过的摩擦过的 上带的电荷叫上带的电荷叫做做正正电荷
9、；电荷；被被毛皮毛皮摩擦过的摩擦过的 上带的电荷叫上带的电荷叫做做负负电荷电荷。大量的事实使人们认识到：大量的事实使人们认识到：自然界自然界只有只有两种两种电荷电荷，电荷、电荷、电荷。电荷。正正负负玻璃棒玻璃棒橡胶棒橡胶棒被毛皮摩擦过被毛皮摩擦过的的橡胶棒橡胶棒和被和被毛皮摩擦过的毛皮摩擦过的橡胶棒橡胶棒靠近时靠近时被丝绸摩擦过被丝绸摩擦过的的玻璃棒玻璃棒和被和被丝绸摩擦过的丝绸摩擦过的玻璃棒玻璃棒靠近时靠近时被丝绸摩擦过被丝绸摩擦过的的玻璃棒玻璃棒和被和被毛皮摩擦过的毛皮摩擦过的橡胶棒橡胶棒靠近时靠近时相互相互排斥排斥 相互相互排斥排斥相互相互吸引吸引同种同种电荷相互电荷相互排斥排斥，异种异
10、种电荷相互电荷相互吸引。吸引。同种同种电荷相互电荷相互排斥排斥l1、用与丝绸摩擦过的玻璃棒去用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近轻质小球，小球被吸引过来，靠近轻质小球，小球被吸引过来，则小球是（则小球是（）A A、一定带正电、一定带正电 B B、一定带负电、一定带负电C C、一定不带电、一定不带电 D D、可能带负电，也可能不带电、可能带负电，也可能不带电D1、异种电荷相互吸引。异种电荷相互吸引。2、带电体具有吸引轻小物体的性质、带电体具有吸引轻小物体的性质带正电2 2、用丝线吊起三个通草球，其中任意、用丝线吊起三个通草球，其中任意两个靠近都相互吸引，则它们可能是两个靠近都相互吸引，则它们可能是（）A
11、 A、两个带正电，一个带负电、两个带正电，一个带负电B B、两个带负电，一个带正电、两个带负电，一个带正电C C、两个带正电，一个不带电、两个带正电，一个不带电 D D、两个带异种电，一个不带电、两个带异种电，一个不带电D温馨提示：温馨提示：通草球是轻小物体通草球是轻小物体1、异种电荷相互吸引，同种异种电荷相互吸引，同种电荷相互电荷相互排斥。排除排斥。排除A、B、C 选项选项2、带电体具有吸引轻小物体的性质、带电体具有吸引轻小物体的性质作用：作用：1、验电器验电器是用来检验物体是用来检验物体是否带电是否带电的仪器。的仪器。2、金属箔金属箔张角的大小，张角的大小，可以判断可以判断所带所带电荷的多
12、少电荷的多少。金属球金属球金属杆金属杆金属金属箔箔(b)原理：原理：同种同种电荷相互电荷相互排斥排斥。+单位：库库（仑）（仑）例如：例如：一根摩擦过的玻璃棒一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷，大约或橡胶棒所带的电荷，大约只有只有10-7C。一片雷雨云带电。一片雷雨云带电的电荷，大约有的电荷，大约有几十库仑几十库仑。符号是C 用五分钟的时间自学课本用五分钟的时间自学课本原子原子的结构、元电荷的结构、元电荷并回答：并回答：1 1、物质是由、物质是由 组成的。组成的。2 2、原子是由、原子是由 和和 组成，它组成，它们各带们各带 电荷和电荷和 电荷电荷 。3 3、什么叫元电荷？符号是什么？、什么叫
13、元电荷？符号是什么？电荷量是多少？电荷量是多少？分子和原子原子核原子核电子电子正正负负18971897年，英国科学家年，英国科学家汤姆孙汤姆孙（1856-19401856-1940）发现了比原子小得多的带负电的粒子发现了比原子小得多的带负电的粒子-，揭开了原子具有结构的秘密。，揭开了原子具有结构的秘密。分子、原子很小。1亿个氧原子排队只有几厘米长。电子电子元电荷元电荷人们把最小电荷叫做元电荷，常用人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号符号e表示。表示。e=1.610-19C原子核原子核电子电子（带正电）（带负电）电子在电力吸引作用下绕核运动电子在电力吸引作用下绕核运动绿豆100米8这个氧原这个氧原
14、子带电吗？子带电吗？这个氧离这个氧离子带电吗？子带电吗？不带电带负2e三三.电荷在导体间的定向移动电荷在导体间的定向移动.+ABAB金属球金属球金属杆金属杆金属箔金属箔金属杆上有了电金属杆上有了电荷的定向移动荷的定向移动电荷电荷在金属杆中可以在金属杆中可以定向移动定向移动，金属是导，金属是导电的。电的。善于导电善于导电的物体的物体叫导体叫导体如：金属、人体、食盐水、溶如：金属、人体、食盐水、溶液等液等不善于导电不善于导电的物体的物体叫绝缘体叫绝缘体如：橡胶、玻璃、塑料、陶如：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等瓷等金属金属导电，导电，靠的就是靠的就是 。自由电子自由电子一、一、电荷电荷1.1.摩擦过的物体
15、能摩擦过的物体能吸引轻小物体吸引轻小物体的，则说的，则说明该物体明该物体带了电荷带了电荷。这种现象叫。这种现象叫摩擦起电摩擦起电现象现象。2.2.电荷间的相互作用电荷间的相互作用同同种电荷种电荷相互相互排排斥斥，异异种种电荷相互电荷相互吸吸引引3.3.验电器验电器 作用：检验物体是否带电作用：检验物体是否带电 原理：原理：同种电荷互相排斥同种电荷互相排斥 4.4.电荷量电荷量 电荷的多少叫电荷量。单电荷的多少叫电荷量。单位：库位：库仑仑（C C）二、二、原子核原子核 元电荷元电荷人们把最小电荷人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号叫做元电荷，常用符号e e表示。表示。e=1.6e=1.61010-
16、19-19 C C三、三、电荷电荷在导体中在导体中定向移动定向移动 练习练习 1.摩擦起电现象是怎样产生的？根据所学的知识(学了电荷)，做出你的猜想。答：不同物质构成的物体相互摩擦时，由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不相同，其中对核外电子束缚能力弱的就会失去电子而带上正电。另一个物体由于得到相同数量的电子而带上等量的负电 摩擦起电是电子的转移。答：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，同种电荷互相排斥，所以纸片带的是正电荷。练习练习 2.用丝绸摩擦玻璃棒用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正玻璃棒带正电电,用毛皮摩擦橡胶棒用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负橡胶棒带负电电.若用摩擦后的毛皮和丝绸靠近若用摩擦后的毛皮和丝绸靠近碎纸片会碎纸片会吸引碎纸片，这说明毛皮带这说明毛皮带 电；电；丝绸也带丝绸也带 电。电。正负摩摩擦起电的实质是电子发生了转移。
