华东师大版（2024）九年级上册电能的获得和转化表格教学设计及反思

这是一份华东师大版（2024）九年级上册电能的获得和转化表格教学设计及反思，共4页。教案主要包含了联系生活，引入新课，探究实验，探秘电流热效应，走近科学家，认识焦耳定律等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
初中科学
年级
九年级
学期
秋季
课题
电能的获得和转化（第二课时）
教科书
书 名：科学教材
出版社：华东师范大学出版社 出版日期：2014年6月
教学目标
科学观念：
通过实验探究，知道影响电流热效应的因素，利用焦耳定律的运算，了解电流的化学效应。
科学思维：
通过生活经验，提出影响电流通过导体产生热量的因素，运用转化的思想，将看不到不易测量的物理量转化为易测量的物理量，多种方式的讨论，培养发散思维；分析实验现象，总结电流通过导体产生热量与电流大小、导体电阻大小和通电时间有关。
探究实践:
通过实验设计、电路设计、现象分析，探究影响电流通过导体产生热量的因素。
态度责任:
知道科学对技术与工程具有指导意义，初步认识现代科学、技术与工程越来越密不可分，高度融合。关心电、磁等技术改变生产生活的典型案例，关注技术发展以及面临的问题。
教学内容
教学重点：
电流热效应的认识，影响因素。
2.焦耳定律运用
3.认识电流的化学效应，蓄电池充电放电时的能量转化。
教学难点：
1. 根据通过实验设计、现象分析，探究影响电流热效应的因素。利用电流的热效应解释生活中的现象。
2. 运用焦耳定律的计算。
教学过程
一、联系生活，引入新课
电动汽车所获得的电能除了转化成机械能外，还有很多功能都需要消耗电能，比如座椅加热功能，方向盘加热功能，后视镜除雾动能等，都是将电能转化为内能，生活中也有很多这样的现象，这些都是利用了电流的热效应。
电流流过导体时,导体会发热的现象，就称为电流的热效应。电流通过导体发热，实质上就是电流做功而消耗电能，产生了热量，即电能转化为内能的过程。
二、探究实验，探秘电流热效应
[活动]电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢？
提出问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？
做出假设：
电流通过导体时产热的多少可能与电流大小、导体电阻大小和通电时间有关。
设计实验：
[思考1]影响因素有多个,应当选用__控制变量___法
[思考2]产生的热量不能直接测量,如何比较产生热量的多少?
我们可以让电流产生的热量被水或气体吸收，通过测量一定质量的水温度变化或气体的压强变化来判定产热多少。这就是转化法。
实验仪器：焦耳定律演示仪、电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻若干（5Ω，10Ω）
实验一：电流通过导体产生的热量是否与导体电阻大小有关？
A
R=5Ω
R=5Ω
R=5Ω
实验二：电流通过导体产生的热量是否与电流大小有关？
R=5Ω
A
R=5Ω
R=10Ω
R=5Ω
A
A
R=5Ω
R=10Ω
R=5Ω
得出结论：
当导体电阻大小和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的产生的热量越多。当电流大小和通电时间相同时，导体电阻越大，电流通过导体产生的产生的热量越多。
当电流大小和导体电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过导体产生的产生的热量越多。
三、走近科学家，认识焦耳定律
我们通过实验找到了电流通过导体产生的热量与电流大小、导体电阻大小和通电时间的定性关系，在19世纪，著名的物理学家焦耳经过大量的实验和精细的测量，找到了它们的定量关系：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。这就是焦耳定律。
数学表达式：Q = I²Rt ，热量的单位为J。也要注意时间的单位为秒。
[练习]某导体的电阻为20欧,通电1分钟产生的热量是4800J,求 ：1.通过它的电流为多少?
2.当通过它的电流增大一倍时,在相同的时间内产生的热量是多少?
（1）Q = I²Rt 4800J = I²×20Ω×60s I = 2A
（2）Q = I²Rt Q = （4A）²×20Ω×60s Q = 1.92×104J
在生活生产中，电流的热效应得到了广泛的应用。我们将利用电流的热效应工作的装置称为电热器，比如电饭锅、电烤箱、电热毯等。白炽灯也是利用电流热效应，当电流通过抽去空气的灯泡中的钨丝时，灯丝温度可达2800℃而达到白炽状态，于是产生发光现象。炼钢工业中的电炉炼钢利用电弧放电时产生的1×104℃高温，熔化铁及其他原料以冶炼特种钢, 也是利用了电流的热效应。
电流的化学效应
电能除了可以转化为机械能、内能、光能外，还可以转化成化学能，电流通过导电的液体时会使液体发生化学变化，产生新的物质。这就是电流的化学效应。
我们之前学过的电解水实验就是电流化学效应的典型例子。实验中，通电后，水被分解成氢气和氧气，电能转化成化学能。电镀工艺同样也是利用了电流的化学效应。我们平时用的干电池则是利用化学能转化为电能的电源装置。而电动汽车中的蓄电池，是电能和化学能双向转换的装置，铅蓄电池充电时，电能转化为化学能；铅蓄电池放电时，化学能转化为电能。利用电流的化学效应可以实现电池的循环使用。
这节课，我们继续了解了电动汽车的一些功能与装置，以及其背后的科学知识，对电能的获得和转化有了进一步的认识。当然，电动汽车的奥秘还远远不止这些，工程师们通过不断的研究，攻克种种技术瓶颈，才使电动汽车得以普及，但是，电动汽车的发展还有更多的难题等着我们，比如国家电网负载问题；大量电池报废处理问题；充电设施完善问题等等，希望同学们可以在心里种下一颗种子，有一天，我们所学的科学知识也能带来技术革新，指导工程进步。