第八章 电功率
第四节 电与热
教学目标
一、知识目标：
1.知道在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率跟导体的电阻成正比.
2.知道利用电热和防止电热的场合和方法.
二、能力目标：
1.通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系，培养学生的观察分析能力和概括能力.
2.通过本节内容的学习，培养学生应用物理知识解决简单问题的能力.
三、德育目标：
1.通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学是有用的，激发学生学习物理、热爱科学的兴趣.
2.在学习的过程中，渗透辩证唯物主义的思想.
教学重点
通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系.
教学难点
组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论.
教学方法
探究法、观察法、讨论法.
教学用具
学生用：烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源.
演示用：电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪.
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课：
同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电能变成热能的例子.通过对电能的学习，大家已经了解电流通过导体时，导体会发热，谁还记得这是电流的什么效应？
电流的热效应.
在家里做饭的电饭锅，饭都熟了，导线没感觉到热.
同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？
导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关.
二、新课教学：
1.电流的热效应跟电阻大小的关系。
［想想做做］
为什么要用煤油，用水不可以做吗？
为什么是等量的煤油，不等量行吗？
完全可以用水来代替煤油，只不过时间可能要长一些才能从温度计上读出温度值.原因同学们在后续课程中将会找到答案.
只有等量的煤油，才能通过它们的温度讨论电流产生的热量.这样的方法应该是控制变量法.
（引导学生分析）
煤油温度高，说明煤油中的金属丝产生的热量多.即电阻大的金属丝产生热量较多.
为什么把金属丝做成螺旋状，直的不行吗？请同学们看下面的演示.
［演示］电热切割（可让1~2位同学演示）
如图，电阻丝和铜丝各一段，在木架上串联后接入电压为4~6 V的蓄电池组上.同时将相同的泡沫塑料板与电阻丝和铜丝接触（过一会）. 新 课标 第一 网
和电阻丝接触的塑料泡沫板被烧熔切开，和铜丝接触的没有切开.
这说明电阻丝产生的热量多.
就是说在电流相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多.
提醒大家：是不是忽视了一个重要条件：从实验考虑）
电阻丝和铜丝在同一个串联电路中，它们工作的时间相同.
应该说，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多.
也可以说在电流相同的情况下，电阻越大，产生热量的功率越大.
电阻所以发热，是因为消耗了电能.
电阻越大，产生热量的功率越大，说明：电流相同的情况下，电阻越大，耗电的功率越大.
电阻和功率具体的数量关系是什么呢？
引导学生写出电功率的表达式P=IU.利用欧姆定律I= .将二式中U消去，可以得到
P=I2R.
在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.（板书）
从上面表达式中，能不能进一步了解在电阻相同的条件下，电流和功率的关系？
从上式中可以看出：在电阻相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体中电流的二次方成正比.
.在说到两个物理量“成正比”“成反比”的时候，一定要注意条件：关系式中其他物理量的大小不变.
［投影］
例题：某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，电能转化成热时的功率是多少？
（教师引导学生分析、演算、要求一名学生板演）
解：由题知：R=2 Ω I=2 A
P=I2R=（2 A）2×2 Ω=8 W
导体将电能转化成热时的功率是8 W.
教师要提醒大家注意：代入计算的时候，要将电流的单位“A”一起平方，不能写成P=I2R=22 A×2 Ω=8 W，安培和欧姆相乘，不能得到瓦特.
通过实验、观察、利用公式推导得出了电流热效应跟电阻大小的关系.同学们现在能不能回答本节开始时的问题？
导线和用电器（电炉或电饭锅或电灯）中通过的电流相同，但是导线的电阻较小，而那些电器的电阻较大，所以，那些电器发热，而导线几乎感觉不到热.
生活中有些电热我们要利用，有些电热我们是要防止的.
2.电热的利用和防止。
关于电热的利用，同学们已经了解了许多，比如:电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉、电炉…
都是利用电来加热的设备，都是常见的电热器.
出示电炉（可用投影仪投影放大）
电热器的主要部分是发热体.同学们观察电炉由什么组成？主要是炉丝即电阻丝.
从实际考虑，电炉丝应该有什么要求？
电炉就是要靠电炉丝发热的，所以炉丝的电阻应该很大.炉丝还应有较高的熔点，这样它在发热时才不容易烧断.
发热体是由电阻（率）大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.
了解了电热器，大家能不能说说使用电热有什么好处？
电热清洁卫生，没有环境污染.热效率高，使用方便.能方便地调节，如控制温度，操作简单.
知道了利用电热的好处.但有些时候，有些地方的电热我们是不需要的，还要设法防止.有关的内容，大家了解的有哪些呢？
电机使用过程中会发热，如果连续使用时间过长，还会烧坏电机.有些导体上的绝缘材料会因温度过高，使绝缘材料迅速老化，甚至烧坏.电视机开的时间长了会发热.电视机后盖上有许多孔，就是为了能通风散热.
引导学生着重注意以下内容：将电器置于通风良好处；勿使电器淋雨或受潮，长期不用的电器隔一段时间应该通电一次.
电器工作时，置于通风良好的地方，是为了能使电器更好地散热、防止电热产生的危害.
电器淋雨或潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，影响用电器的使用.长期不用的电器隔一段时间要通电，是为了利用电热来驱潮，是电热的利用.
三、小结：
本节课我们学习了如下知识。
1.电流的热效应跟电阻大小的关系.
2.电热的利用及防止.
四、布置作业：
课本后动手动脑学物理。
五、板书设计：
1.电流的热效应跟电阻大小的关系： P=I2R
在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比.
2.电热的利用和防止：
（1）电热的利用。
电热器：利用电来加热的设备.
发热体：
电热的优点：
（2）防止电热的危害:
第八章 电功率
第五节 电功率和用电安全
教学目标
一、知识目标：
1.知道电功率和电路中电流的关系，理解电路中的总电流随用电器功率的增大而增大.
2.知道电路中安装保险丝，为什么能够“保险”
二、能力目标：
1.通过观察体验保险丝怎样保险，培养学生的观察能力，初步的分析和概括能力.
2.通过联系生活实际，培养学生利用物理知识解决简单问题的能力.
三、德育目标：
1.通过本节课的学习，使学生进一步体验安全用电的重要性.增强学生安全用电的意识.
2.通过学习本节内容，进一步激发学生对学习物理的兴趣、培养学生严谨的科学态度.
教学重点
理解用电器总功率过大的原因是家庭电路中总电流过大.
教学难点
保险丝的“保险”作用.
教学方法
实验法、观察法、讨论法。
教学用具
电源、小灯泡（带座）若干、保险丝（粗细不同）、铜丝、滑动变阻器、导线若干、投影仪及投影资料.
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课：
为了改善城乡居民特别是广大农村地区的用电条件，最近几年，我国城乡的许多地区在进行供电线路的改造，改造的内容之一就是把输电线换成更粗的，将电能表的额定电 流换成更大的.这样做有什么意义呢？
二、新课教学：
1.电功率和电路中电流的关系。
［想想议议］
送电距离不变，输电线长度不变时，如果导线的材料不变，将导线换成更粗的，导线的电阻会减小.
如果输电线上电流大小不变，减小输电线电阻（输电导线上产生热量减少）就能使输电线上消耗的电能减少.
这样就能节省电能！减少输电线上的电阻能节电是一方面，但更主要的是为了提高输电质量，让老百姓用上高质量的电.
引导学生分析，在实验室里连接的电路中，导线的电阻是可以忽略的，电源电压全部加在用电器两端.在实际输电过程中，如果输电距离远，导线直接从电源拉向用户，导 线电阻能不能不计？
导线电阻大的时候就不能忽略.
导线电阻和用户用电器串联连接，导线电阻就会分压，如果从220 V电源向用户送电，用户得到的电压就不够220 V.
一般的用电设备都要求在220 V电压下才能正常工作，如果电压不够220 V，就不能正常工作.不能用的电，质量当然不高了.
因此，在农村电网改造的过程中，许多地方还增加了变压器来保证用户正常用电.有关变压器知识，同学们可以在课后查资料了解.
供电线路改造，为什么还要换电表呢？电能表是干什么用的，它连接在什么地方？
电能表是用来显示整个家庭所用电能的，它连接在家庭电路的干路上.
每块电能表都有一些重要的参数，其中有一个就是电能表的额定电流.
如果电能表的额定电流太小对用电器会有什么影响？大家利用学过的知识分析一下.
每个用电器都有它的额定功率和额定电压（220 V）.用电器工作时的电流由P=IU可以推知I= ，如果用电器的功率很大，用电器工作时电流会很大.
用电器都是并联使用的，如果同时工作的用电器很多，即使每个用电器功率不很大，干路上的电流也会很大.
干路上电流太大，就有可能超过电能表的最大电流，就会引起事故，最后电器都不能工作.
［演示］新 课标 第一 网
投影电路图 ：
用电流表测干路中电流，先连入一个灯泡观察电流表示数，然后再并联上第二个、第三个灯泡…，可以看到电流表示数增大，当接入较多灯泡时，保险丝熔断.
让一名学生按电路图依次连接电路，逐渐增加并联电灯的个数.全体同学认真观察、思考.
说说你观察到的现象.这些现象说明了什么问题？
并联的灯越多的时候，开始亮着的灯泡，会稍微变暗，不如灯少的时候亮.保险丝一断，灯全部灭了.
保险丝连接在干路上，干路上电流越大，由P=I2R可知，电能转化成热的功率越大,一定时间内产生热量越多.如果温度达到它的熔点就会被烧断，这样电路也就断开了.
关于灯泡的亮度变化，谁能说说自己的看法？
实验室连接电路导线的电阻是忽略的，但它不是不存在.如果干路上电流大，由欧姆定律I= 得到U=IR，在导线上就有一部分电压，导线电阻不变，电流越大，导线上 电压越大，这样灯泡两端的电压会减小，灯就会稍微变暗.
深夜起来开灯时总觉得灯特别亮，比晚上八、九点亮许多，也是这个原因.
板书：接入电路的用电器总功率越大，电（干）路中的总电流越大.
请同学们看书P52内容，说说你的感想.
大功率的用电器不能同时使用.同时使用的用电器不能太多.
如果家里买到那么多电器都不能用，不是浪费吗？
正因为存在这样的问题，所以才进行供电线路的改造，尽可能满足大家的用电需求.但是，还需注意，即使改造好的线路也有一个电流最大值，也不能随心所欲.
2.保险丝
教师出示各种粗细、各种形状的保险丝，并用投影放大.让同学们观察，增加对保险丝的感性认识.
保险丝是用什么材料做的？它有什么特点呢？
保险丝是用铅锑合金制作的.保险丝的电阻比较大，熔点比较低.
同样是保险丝，为什么有粗有细，它们有什么不同吗？
制作材料相同、粗细不同的保险丝，电阻不一样.粗的电阻小，细的电阻大.
保险丝材料相同、粗细不同的保险丝熔点一样.电流流过保险丝时发热，电阻大的保险丝，通过较小电流就能产生大量的热而熔断.电阻小的保险丝要通过较大的电流才能熔断.（根据P=I2R可推知）
细的保险丝能通过的电流小，粗的保险丝能通过的电流大.
不同的保险丝有不同的额定电流.
继续让学生观察不同形状的保险丝的电流值.
［投影］“常用保险丝规格”
所列保险丝的化学成分为：铅≥98%,锑0.3%~1.5%,其他杂质≤1.5%.
［生］表中有两种电流值，什么是熔断电流呢？
［投影］额定电流和熔断电流.
我国的标准规定：保险丝的熔断电流是额定电流的2倍.当通过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝不一定立即熔断，而是超过得越多，熔断得越快.当通过保险丝的电流为额定电流的1.45倍时，熔断的时间不超过5 min；当通过保险丝的电流为额定电流的2倍（即 等于熔断电流）时，熔断的时间不超过1 min.
保险丝盘和保险管铜帽上标出的是它们的额定电流，还是熔断电流？
应该是额定电流.不同粗细的保险丝的额定电流是不同的，使用较粗的还是较细的要根据实际情况来选择，否则就起不到保险丝的保险作用.
［演示］保险丝的保险作用
如图：A、B间接保险丝，C、D间是一段铜丝.
先在A、B之间接入一段细保险丝，调节滑动变阻器的滑片，使电流增大到能使保险丝熔断的某一值（也可在电路中连入电流表）.学生观察.
铜丝没有什么变化,保险丝被熔断了.
保持滑动变阻器滑片位置不变，即保持电路中电流不变.在A、B间换上一段较粗的保险丝，接通电路.学生观察.
保险丝和铜丝均完好，没有断开.
能使细保险丝熔断的电流，不一定能让粗保险丝熔断.
同学们认识了保险丝，保险丝为什么能“保险”呢?
电路中连入保险丝后,如果电路中电流过大，保险丝首先熔断，断开电路，使用电器不因电流过大而损坏，从而起到保险的作用.
刚才演示中接入粗保险丝时并不熔断，能起到保险的作用吗？
额定电流小的电路中可以选择较细的保险丝.如果在额定电流小的电路中选择太粗的保险丝就不能起到有效的保险作用.
绝对不能用铜丝或铁丝来代替保险丝.
谁能解释保险丝为什么要用电阻大，熔点低的材料制作？
只有保险丝电阻大，相同的电流流过电路时，保险丝才能产生比别处更多的热，只有它的熔点低，在有危险时它才能首先熔断，从而保护其他电器.
保险丝具有一种伟大的牺牲精神，毁灭自己，保护电路.它靠什么来毁灭了自己呢？
电热.
保险丝实际上是利用电热的一个例子.不过新建楼房的供电线路已不再使用保险“丝”,而用带有保险装置的空气开关代替.
［投影］空气开关
教师借助投影向学生介绍空气开关的结构及动作原理.
［想想议议］
售货员说花不了多少电费省电，是说使用微波炉消耗的电能少.
顾客说一开就“烧保险”费电，是说微波炉的功率很大.
他们考虑的都不错，只不过角度不同.微波炉功率确实很大，但用它加热食品非常快，由于工作时间短，所以消耗的电能就不会太多.
［投影］
思考题
1.应如何选择合适的保险丝？选择保险丝时是否越细越好？
2.家用电能表上标有“5（10）A”字样，你能根据电能表选择合适的保险丝吗？
思考题可在课后同学们共同讨论，请教家长或专业技术人员.
三、小结：
本节课我们通过演示和分析，了解了电路中电流过大的原因是用电器电功率太大，以及保险丝如何保险，这节课的内容与我们的生活密切相关.通过本节课的学习，希望同学们能将学到的知识应用到实际中.
四、布置作业：
课本后动手动脑学物理。
五、板书设计：
1.电功率和电路中电流的关系。
接入电路的用电器总功率越大，电路中的总电流越大.
2.保险丝。
材 料：铅锑合金。
特 点：电阻大、熔点低。
额定电流：不同粗细的保险丝具有不同的额定电流。
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第八章 电功率
第六节 生活用电常识
教学目标
一、知识目标：
1．记住安全电压的数值。
2．知道触电的原因和触电的几种形式。
3.知道安全用电的常识。
二、能力目标：
培养安全用电的能力。
三、德育目标：
培养安全用电意识。
教学重点
家庭电路的组成。
安全用电。
教学难点
家庭电路的组成。
安全用电。
教学方法
实验法 探究法。
教学用具
配套多媒体课件一套。
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课：
教师通过实例，讲述随着科学的发展，随着家用电器的普及，现代生活中已离不开电。接着用投影仪打出几张利用电的图片：如夜晚的教室里灯光明亮，同学们在灯下读书；节日的天安门城楼，被灯光点缀得格外辉煌；大型电网等，用来激发同学们的情绪。
教师再将话锋转到接连不断发生的触电事故，给国家、给个人都带来了不可挽回的损失。但是触电事故是可以避免的。如果我们掌握了安全用电的原则，并严格按照用电的要求去做，我们就可以驯服电，让它做我们的好朋友，为生活和工农业生产、国防科技服务。那么，怎样才能做到安全用电呢？安全用电的原则是什么？这就是我们今天这节课要讨论的。
二、新课教学：
(1)问：你们知道触电是怎么回事吗？
引导学生看课本上的第一个问和答。然后教师指出因为人体是导体，人体触及带电体时，有电流通过人体。这就是触电。电流对人体的危险性跟电流的大小，通电时间的长短等因素有关。
(2)问：人触电一定会死亡吗？发生触电事故的原因是什么？安全电压值是多少？
引导学生看课本上的第二个问和答。然后让学生讨论下列问题：①根据欧姆定律知道，导体中的电流大小跟什么有关？②用两手分别触摸一节干电池的正负极，为什么没有发生触电事故？③通过人体的电流大小决定于什么？④安全电压值是多少？
教师小结
①通过人体的电流大小决定于外加电压和人体的电阻；
②安全电压：只有不高于36伏的电压才是安全的；
③家庭电路的电压是220伏，动力电路的电压是380伏。
④触电事故是由于过大的电流通过人体而引起的，且通过人体的电流越大，通电的时间越长，越危险。
(3)问：家庭电路中的触电事故是怎样发生的？（低压触电的两种形式）
单线触电：站在地上的人触到火线，则电流由火线进入人体到地，经地线形成回路，造成触电事故。
双线触电：站在绝缘体上的人若同时触到两根电线时，电流将由火线进入人体到另一根线（零线）而形成回路，造成触电事故。
指出：为了安全用电，绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体。
(4)家庭电路安全用电的常识。
引导学生看课本的第四、第五个问和答。然后问：生活用电中要特别警惕什么？
学生答：要特别警惕本来是绝缘的物体导了电，本来是不该带电的物体带了电。
教师归纳小结：
①注意防止绝缘部分破损。
②保持绝缘部分干燥，不用湿手扳开关，不在电线上晾衣服。
③有人触电，要先切断电源，或者用干木棍等绝缘体拨开电线。
④架设电视天线时，注意不要触及电线。
(5)家用电器的安全用电。新 课 标 第一 网
请一位同学读课本第六个问，请另一位同学读第六个问的答，请第三位同学回答。学习了第六个问和答，你知道了什么？（为了安全用电，有金属外壳的家用电器，外壳一定要接地）。请同学们回到家里检查哪些用电器有金属外壳，把没有接地的，想办法接地。
继续请一位同学读第七个问，另一位读第七个问的答。然后引导学生看课本上的图例。最后教师指出：在高大建筑物上，室外天线一定要装避雷装置。
(6)高压触电的两种形式：
用幻灯打出课本上的图10—13，问学生有没有见过这个标志？让学生记住这个标志，然后讲述第八个问和答，使学生知道高压危险。
让学生看课本的第九个问和答。出示课本上图10—14的挂图，讲解高压触电的两种形式：
高压电弧触电：当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间会发生放电现象。这时有电流通过人体，造成高压电弧触电。
跨步电压触电：高压输电线落在地面上，地面上与电线断头距离不同的各点存在着电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压（跨步电压）。这时电流通过人体，造成跨步电压触电。
强调指出：为了安全用电，不要靠近高压带电体。
(7)触电的急救。
引导学生看课本第十个问和答。知道生活中人触电、发生火灾的一些急救方法。
三、小结：
(l)安全电压值。
(2)触电的原因及触电的四种形式。
(3)安全用电的常识。
(4)触电急救的方法。
四、布置作业：
课本后动手动脑学物理。
五、板书设计：
家庭电路的组成。
火线和零线。
三线插头和漏电保护器。
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