2020_2021学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律1电路中的能量转化教案新人教版必修3.docx

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1、电路中的能量转化【教学目标】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。【教学重点】电功和电热的计算。【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。【教学过程】一、创设情景，导入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。学生举例：1．电灯将电能转化为内能和光能。-8-2．电炉将电能转化为内能。3．

2、电动机将电能转化为机械能。4．电解槽将电能转化为化学能。教师：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？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。二、新课教学（一）电功和电功率请同学们思考下列问题：（1）电场力的功的定义式是什么？（2）电流的定义式是什么？答：电场力的功的定义式W=qU。电流的定义式I=qt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通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少？这相于在时间t内将这些电荷q由这段电路的

3、一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？电场力做功的功率是多少？-8-这些公式分别用语言怎么描述？教师讲解：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=UIt电场力做功的功率为P=Wt=UI电功：电流在这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和通电时间t三者的乘积。电流做功的功率等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I的乘积。在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号J。电功常用单位是千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.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

4、=3.6×106J利用电功率的公式P=UI计算时，电压U的单位：V，电流I的单位：A，电功率P的单位就是W。总结如下：1．电功（W）-8-（1）表达式：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，即W=UIt。（2）单位：国际单位制中：焦耳（J）。（3）物理意义：反应了电能转化为其他形式能的多少。2．电功率（P）（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。（2）表达式：电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积，即P=UI。（3）单位：国际单位制中：瓦特（W）。（4）物理意义：表示电流做功的快慢。让学生观察用电器上的铭牌

5、，提问：用电器上写的功率是它在工作中的实际功率吗？引出额定功率与实际功率。3．额定功率和实际功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率。观察实验，同一个小灯泡接入不同的电压，亮度不一样，并且测量得出的电功率也不一样，因此我们知道，用电器的实际功率与额定功率的关系：用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。教师展示几种常见家用电器的额定功率-8-用电路29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）70～150300～800100～150800～120040～60（二）焦耳定律教师：家用热水器是将电能转化

6、成内能，那么消耗的电能转化成热量，我们可以得到Q=W=UIt由欧姆定律U=IR，可以得到热量??的表达式Q=I2Rt。即：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。我们把它称为焦耳定律。那么产生热量的快慢怎么表示呢？由Q=I2Rt，P=Wt=Qt得：P=I2R，表示电流做功全部变成热的功率，我们称为热功率。总结如下：1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。这个关系最初是焦耳由实验得到的。表达式：Q=I2Rt2．热功率：单位时间的发热量通常称为热功率，表达式为P=I2R。（三）电路中的能量转化教师：电流做功的过

7、程，是电能转化为其他形式能量的过程。再次请同学们列举电能转化成其他能量的例子：-8-1．电灯将电能转化为内能和光能。2．电炉将电能转化为内能。3．电动机将电能转化为机械能。4．电解槽将电能转化为化学能。提问：电动机是将消耗的电能全部转化成机械能了吗？玩具汽车运行久了会怎么样？为什么会这样？学生回答：电动机除了将电能转化成机械能以外，还有一部分电能转化成了热量。思考：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过