高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：2.5 焦耳定律

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1、5　焦耳定律教学设计(一)教学分析　　　　　学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，不但是学习后续知识的基础，而且是学习电工的基础。所以，本节课不但是物理知识的传授课，更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。教学目标　　

2、　　　1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。3．知道电功率和热功率的区别和联系。4．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。5．通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步培养辩证唯物主义的观点。教学重点难点　　　电功和电热的计算是本节课的教学重点，围绕这个教学重点，具体实施教学时，会出现这样几个教学难点：电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。教学方法与手段　　　1．采用

3、问题解决式，引导学生联系前面电场力的知识，推导电流做功的表达式。2．密切联系实际，通过实例分析让学生明确各种电能与其他形式的能的转化情况。3．进行演示实验，让学生明确纯电阻电路与非纯电阻电路在能量转化时的区别。教学媒体　　　　　投影仪、多媒体课件、滑动变阻器、小电风扇、电压表、电流表、电源、电键、导线。知识准备　　　　　电场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律。导入新课　　　　　[事件1]教学任务：创设情境，导入新课。师生活动：问题导入：问题1：用电器通电后，可以将电能转化为其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电

4、器，说明其能量的转化情况。参考示例：电灯把电能转化为内能和光能；电炉把电能转化为内能；电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，遵循能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。问题2：电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。推进新课　　　　　[事件2]教学任务：推导电流做功的表达式师生活动：思考并讨论：(多媒体打出画面)一段导体长为L

5、，横截面积为S，电阻为R，在导体两端加上电压U，通过导体的电流为I。图2.5－1　推导电流做功的表达式(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的？参考答案：电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。(2)利用学过的知识，推导一下经过时间t，电流做的功。可能出现的结果：学生无从下手。可通过问题引导学生思考并推导出公式来。请同学们思考下列问题：(1)电场力做功的定义式是什么？(2)电流的定义式是什么？参考答案：(1)在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，

6、则电场力做功W＝qUAB。(2)电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q＝It。这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W＝qU，在导体中形成电流，且q＝It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q，则通过导体截面电荷量为q，I＝q/t)，所以W＝qU＝IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。结论：电功(1)定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也

7、说成是电流的功。(2)表达式：W＝IUt。①物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压U、电路中电流I和通电时间t成正比。②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。③单位：焦耳(J)　1J＝1V·A·s。【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。[事件3]教学任务：推导电功率的表达式。师生活动：问题引导：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。(例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的

8、功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。)电流做功不仅有多少，而且还有快慢，如何描述电流做功的快慢呢？参考答案：可以用单位时间内电流所做的功，即电功率表示做功的快慢。结论：电功率。(1)定义：单位时间内电流所做的功。(2)表达式：P＝＝IU(对任何电路都适用)。(3)单位：瓦特(W)，1W＝1J/s。【说明】电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做