2022年[选修3-1]2.5焦耳定律教案1

1、精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案第五节、焦耳定律一、教学目标（一）学问与技能1懂得电功、电功率的概念，公式的物理意义；明白实际功率和额定功率；2明白电功和电热的关系；明白公式Q=I 2Rt（ P=I 2R）、 Q=U 2t/R （ P=U 2/R）的适应条件；3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；4能运用能量转化与守恒的观点解决简洁的含电动机的非纯电阻电路问题；（二）过程与方法通过有关实例，让同学懂得电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程；（三）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；三、重点

2、与难点：重点： 区分并把握电功和电热的运算；难点： 主要在同学对电路中的能量转化关系缺乏感性熟识，接受起来比较困难；四、教学过程：（ 一） 复习上课时内容要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用；提出问题，引入新课1通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟识的例子：电能机械能，如电动机；电能内能，如电热器；电能化学能，如电解槽；本节课将重点争论电路中的能量问题；（二）新课讲解- 第五节、焦耳定律 1 电功和电功率精选名师 优秀名师 - - - - - -

3、 - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案（ 1）电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功；用 W 表示；实质：是能量守恒定律在电路中的表达；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，能量守恒，即有多少电能削减，就有多少其他形式的能增加；【留意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能削减而转化为其他形式的能，即 电功等于电路中电能的削减，这是电路中能量转化与守恒的关键；在第一章里我们学过电场力对电荷的功

4、，如电荷 q 在电场力作用下从A 搬 至 B，AB两点间电势差为U AB，就电场力做功W=qU AB ；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 内搬运的电量为q ，就通过导体截面电量为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；表达式： W = Iut【说明】：表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比；适用条件：I、U 不随时间变化恒定电流；单位：焦耳（ J ）； 1J=1V ·A ·s（

5、2）电功率定义：单位时间内电流所做的功表达式： P=W/t=UI （ 对任何电路都适用） 精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案上式说明：电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I 跟这段电路两端电压U的乘积；单位：为瓦特（W ）； 1W=1J/s额定功率和实际功率额定功率 ：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率；实际功率 ：用电器在实际电压下的功率；实际功率P 实= IU，U、I 分别为用电

6、器两端实际电压和通过用电器的实际电流；这里应强调说明：推导过程中没用到任何特别电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用；再者，这里W=IUt 是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和；电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能；这就是电流的热效应，描述它的定量规律是焦耳定律；同学一般认为， W=IUt ，又由欧姆定律， U=IR ，所以得出W=I 2Rt ，电流做这么多功，放出热量Q=W=I 2 Rt；这里有一个错误，可让同学摸索并找出来；错在 Q=W ，何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？英国物理

7、学家焦耳，经过长期试验争论后提出焦耳定律；2 焦耳定律电流热效应（ 1）焦耳定律精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比；表达式：Q=I 2Rt【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W 等于电热Q；这时 W= Q=UIt=I 2Rt（ 2）热功率 ：单位时间内的发热量；即P=Q/t= I2R

8、【留意】 和都是电流的功率的表达式，但物理意义不同；对全部的电路都适用， 而式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用；关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，仍转化为机械能、化学能等；这时W Q ；即 W=Q+E 其它或 P =P热 + P 其它 、UI = I2R + P 其它引导同学分析P56 例题（从能量转化和守恒入手）如图再增补两个问题（1）电动机的效率；（2）如由于某种缘由电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？最终通过“摸索与争论”以加深熟识；留意，在非纯电阻电路中，欧姆定律已不适用；（三）小结：对本节内容做简要小结；并比较UIt 和 I 2Rt 的区分和联系，从能的转化与守恒的角度说明纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系；在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，故电功 W等于电热 Q；在非纯电阻电路中，电能的一部分转化为电热，另一部分转化为其他形式的能 如机械能、化学能 ，故电功W大于电热Q；（四）巩固新课：1、复习课本内容2、完成 P57 问题与练习3、作业纸教 后 记 ： 1、 同学对电功和电热的区分的懂得比想象的要好，得益于功和功率学的较好；在纯电阻电路和非纯电阻电路的运算中常常疏忽欧姆定律不使用；精选名师 优秀名师 - - - - - - - -