陕西省蓝田县高中物理 第二章 恒定电流 第二章 恒定电流 2.5 焦耳定律教案 新人教版选修3-1

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1、5焦耳定律教学目标知识与技能: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．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热．过程与方法:通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程．情感态度与价值观:通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性学情分析学生对电功和焦耳定律已经有所了解,该节课设置在电路学习的完成之后,顺理成章.学生接受也比较容易,

2、主要是纯电阻电路和非纯电阻电路中电功率、热功率的区别和联系。重点难点重点：电功和电热的计算难点：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4教学过程【导入】复习导入问题：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，生活中常用的用电器，其能量的转化情况?回答：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，

3、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：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？ 【活动】师生互动问题：如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，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是多少?在这个过程中，电场力做了多少功？回答：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。在这一过程中，电场力做的功W=qU

4、=IUt问题：电流做功实质上是怎样的？回答：电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。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)，所以电场力做功W＝qU＝IUt。在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。问题：电功的定义式用语言如何表述？定义式？电功的单位有哪些？回答：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和

5、通电时间t三者的乘积。定义式：W=UIT，在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.问题：1kW·h的物理意义是什么？1kW·h等于多少焦？回答：1kW·h表示功率为1kW的用电器正常工作1h所消耗的电能。1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J【活动】师生活动问题：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的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

6、快慢，如何描述电流做功的快慢呢？回答：用电功率问题：电功率的定义式用语言如何表述？定义式？单位？回答：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。定义式：~(对任何电路都适用)单位：瓦（W）、千瓦（kW）说明：利用P=计算出的功率是时间t内的平均功率。利用P=IU计算时，若U是某一时刻的电压，I是这一时刻的电流，则P=IU就是该时刻的瞬时功率。问题：灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？【讲授】电热和热功率的讲

7、解电热:电流通过导体产生的热量热功率:单位时间内电流通过导体产生的热量在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等），电能全部转化为热能，电功等于电热。纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等在非纯电阻电路中，（如电动机），电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分转化为热能。非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充电等【讲授】小结小结：图表展示电功和电热的区别与联系。【练习】课堂练习课

8、堂练习1：图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是()A.I2R     B.U2/R      C.UI      D.I2R+UI课堂练习2：加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为()A．P   B．U2/r   C．P2r/U2   D．P－P2r/U2课堂练习3：为了使电炉