高中物理 2-5 焦耳定律教案 新人教版选修3-1

高中物理人教版选修3-1教学案：2.5 焦耳定律【知识要点】1．电功（1）定义：电流通过导体所做的功叫电功。

①电流做功的实质是电场力移动电荷做功。

②电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程,转化的能量的数值等于电流做功的数值。

（2）电功的计算：W=qU=Uit2．电功率（1）定义：电流所做的功跟所用时间的比值叫电功率。

（2）意义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。

（3）电功率的大小：P=W/t=UI（4）单位：W、kW（5）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。

3．电流的热效应：电流的热效应以及产生热效应的微观解释。

4．焦耳定律①内容：电流通过导体时的发热量Q，与电流I的平方成正比，与电阻R成正比，与通电时间t成正比。

②公式：Q=I2Rt5．热功率①热功率：单位时间内发热的功率P=Q/t叫热功率。

②公式：P=I2R6．电功率与热功率的区别：①电功率表示输入给一段电路的全部电功率。

热功率是一段电路上发热消耗的电功率。

②纯电阻路中：电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻电路中：电功大于电热，电功率大于热功率。

【典型例题】1．"220V、66W"的电风扇，线圈电阻为20Ω，求接上220V电压后，电风扇消耗功率、转化为机械能的功率和发热功率。

如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热功率。

3．如图所示，L1，L2是两个规格不同的灯泡，当它们如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是（）A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2亮度不变P【课后作业】1．将一段电阻丝接到电压为U的电源上时，消耗的电功率为P，若将这一段电阻丝接在电压为2U的电源上时，它消耗的功率大小为（不考虑温度对电阻的影响）（）A．P B．2PC．4P D．8P2．不考虑温度对电阻的影响，一个"220V，40W"的灯泡，下列说法中正确的是（）A．接在110V线路上的功率为20WB．接在110V线路上的功率为10WC．接在440V线路上的功率为160WD．接在50V线路上的功率为55W3．下列关于电功和电热的说法正确的是（）A．在纯电阻电路中，某段时间内电流做的功等于这段时间内产生的热量。

第二章恒定电流2.4 焦耳定律【教学目标】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。

了解实际功率和额定功率。

2．了解电功和电热的关系。

了解公式2（2R）、2（2）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。

重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点：区别电功和电热【自主预习】1.能量转化电炉通电时，能转化为能；电动机通电时，能转化为能；蓄电池充电时，能转化为能；电能转化成其他形式能的过程就是的过程，电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。

2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动，结果电荷的电势能，其他形式的能。

电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。

计算式为。

3.电功率电流做的功叫电功率。

用表示电功率，表达式为。

电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。

4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的电阻及通电时间成。

这个关系最初是由实验得到的。

5.表达式。

6.热功率的发热量通常称为热功率，表达式为。

7.电功与热量的关系①纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路：非纯电阻电路：②电功与热量：在纯电阻电路中：在非纯电阻电路中：【典型例题】一、基本概念的理解【例1】3．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是( )A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2C．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝I2D．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝【例2】一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A．4 V,16 J B．8 V,16 JC．4 V,32 J D．8 V,32 J二、电功和电热的区别【例3】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？【例4】、某一用直流电动机提升重物的装置如图1所示，重物质量50，电源提供恒定电压110V，不计各处摩擦，当电动机以0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度5A。

第2章第5节 2.5 焦耳定律【知识与技能】1、理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。

了解实际功率和额定功率。

2、了解电功和电热的关系。

了解公式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单的含电动机的非纯电阻电路问题。

【过程与方法】1、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】1、通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。

【教学过程】★重难点一、电功和电功率★ 电功和电功率 1．电功(1)定义：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．(2)公式：W ＝IUt .(3)国际单位：焦，符号：J.(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功．(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，说明就有多少电能转化为其他形式的能．即电功是电能转化为其他形式的能的量度． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P ＝Wt ＝IU .(3)单位：瓦，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢． (5)额定功率和实际功率①用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压到达额定电压U 额时，电流到达额定电流I 额，电功率也到达额定功率P 额，且P 额＝U 额I额．②用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．3、串、并联电路中电功率的分析与计算 〔1〕串联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各局部电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比总功率P ＝UI ＝U 1＋U 2＋…＋UnI＝P 1＋P 2＋…＋Pn〔2〕并联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各支路电压相同，根据P ＝U 2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比总功率P 总＝UI ＝U I 1＋I 2＋…＋I n＝P 1＋P 2＋…＋Pn〔3〕结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。

教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1主备人：赵兴泉学科长审查签名：2.5焦耳定律（一）内容及解析1、内容：本节主要复习电功和电功率的基本知识。

2、解析：这一节概念初中学过，讲述的重点内容是电功和电功率的计算，讨论实际问题。

会计算简单的非纯电阻电路问题，要加强对这一节的练习熟练应用公式。

（二）目标及其解析1.知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程.2.知道电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算.3.了解额定电压、额定功率、实际功率的意义.4.知道电功率、热功率的联系和区别，会处理简单的非纯电阻电路问题思考题 1. 在力学中讲功率时，有平均功率和瞬时功率之分，电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢？思考题2.灯泡在电路中实际消耗的功率一定等于额定功率吗？解析：电流做功是电能转化为其他形式的能，在纯电阻电路中电功等于电热公式可以变化使用，在非纯电阻电路中电功、电功率和电热必须用定义式进行计算。

（三）教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中，初中知识没有学好或遗忘，在实际进行电路计算时容易出现问题。

2、纯电阻电路与非纯电阻电路容易混淆，造成解题的错误3、公式变化不熟练容易出错。

（四）、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对初中电路进行复习，对公式变化规律也要复习。

（五）、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→纯电阻电路与非纯电阻电路→公式变化→练习、小结2、教学情景问题1电功是什么？电功的单位有哪些？设计意图：复习电功的基本知识问题2电功率的定义式是什么？它的单位有哪些？设计意图：复习电功率的基本知识。

问题3什么叫热功率？设计意图：知道电热的计算和单位问题4怎样区分纯电阻电路与非纯电阻电路？设计意图：会判断纯电阻电路与非纯电阻电路，例题1.两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，则它们的额定电流之比为（C ）【变式】课本141页第（2）题.例题2.在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是（D ）A．电功等于电热B．电功等于电热的0.24倍C．电功等于电动机输出的机械功D．电热仅为电功的一部分【变式】课本141页第（3）题.设计意图：电功公式应用，非纯电阻电路的计算。

选修3-1第二章2.5焦耳定律一、教材分析焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。

二、教学目标（一）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。

（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。

（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。

三、教学重点难点【教学重点】电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。

【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。

四、学情分析学生学好这节知识是非常必要的， A.重点：理解电功和电功率和焦耳定律。

B.难点：帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点，防止学生乱套用公式。

C.关键：本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。

在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用五、教学方法等效法、类比法、比较法、实验法六、课前准备灯泡（36 V，18 W）、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机七、课时安排八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标教师：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：（1）电灯把电能转化成内能和光能；（2）电炉把电能转化成内能；（3）电动机把电能转化成机械能；（4）电解槽把电能转化成化学能。

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。

（三）合作探究、精讲点播1、电功和电功率教师：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?学生：（1）电场力的功的定义式W=qU（2）电流的定义式I=tq 教师：投影教材图2.5-1（如图所示）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?学生：在时间t 内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It 。

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第二章恒定电流第5节焦耳定律【学习目标】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义.了解实际功率和额定功率。

2．了解电功和电热的关系。

公式Q=I2Rt(P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/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单的含电动机的非纯电阻电路问题.5．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。

【重点、难点】重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点:主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。

预习案【自主学习】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?2．想想议议：小明乘着妈妈外出时不做作业而偷俞看电视，妈妈回来前才关掉电视假装做作业。

然而这些被聪明的妈妈发现了，你们知道妈妈是怎样知道小明在家偷看电视的吗？3.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：【学始于疑】探究案【合作探究一】1。

家用电器中哪些利电流的热效应来工作的？比一比,看谁知道的最多.2。

思考讨论：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？3.对于一个确定的电阻其发热功率与电压、电流会不会有关系呢？4.可以用怎样的实验方法来探究你的猜测是否正确？归纳总结【合作探究二】理论探究问题1：电场力对电荷做功的公式？电量与电流的关系？功与功率的关系？问题2:电流做功的公式?电流做功功率公式？问题3：如果不知道电路中的电压但是知道电阻，则公式应该是？成立的条件是什么？问题4：纯电阻电路，电流做功将电能全部转化为内能，所以该公式可以求电热，那么非纯电阻情况下,你能否推导出该公式？归纳总结:【课堂小结/本节知识网络】试分析两种电路并填下表：【思考】部线圈内阻为r，在正常工作时电压为U，测得通1过电动机的电流为I，（1）1则电路中电流做功的电功率为,电动机线圈产生的热功率为，电动机对外做功的输出功率为；（2）经过时间t消耗的电能为，电动机内部线圈产生的热量为 ,电动机对外做功为 .【当堂检测】1．微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为1 Ω，当加在它两端的电压为2。

焦耳定律教学设计教学目标：一、知识与技能：1、知道电流具有热效应2、知道焦耳定律内容3、知道电热的利用与防止二、过程与方法：通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关三、情感、态度与价值观1、通过学习电热的利用和危害，学会辩证的看待问题；2、通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识教学重点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关教学难点：通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关教学用具及多媒体应用：焦耳定律演示器（J2371）及自制教具教学方法：实验法、演示法、讲授法、对比法教学组织与活动按步骤进行演示实验，得出实验结论得出焦耳定律的内容并引导学生进行应用对知识点进行深入讲解，加深理解知道电热的利用与防止关系：b、探究电阻和时间相同，电热与电流的关系：R1=R2=R3=10C、探究电阻和电流相同，电热与通电时间的关系：教师巡回指导学生演示，引导学生们观察现象、得出实根据实验器材，思考、归纳得出观察实验现象并记录，总结实验结论（在电流、通电时间相同的巩固练习，强化提高验结论5、引导:实验得出的结论只是定性的分析，那么具体这些物理量之间有没有定量的关系？焦耳定律内容：电流通过导体产生的电流与电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

用公式表示是，以及指导各符号表示的物理意义及单位6、介绍焦耳的生平，让学生们感受到：任何一个科学规律的得情况下，电阻越大，产生的热量越多；在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，产生的热量多）【例题】：某一电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？解：Q= I2Rt=1A2 ×2Ω×60S =120J出都要付出艰辛的劳动7、电热的利用与危害8、课堂小结9、当堂练习学生辩论赛学生总结学生讲解习题板书设计：焦耳定律1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能2、探究电热与那些因素有关（控制变量法）3、焦耳定律：4、知道电热的利用与防止活动版块：用于学生做演示，以及计算题规范步骤的演示教学反思：1、实验中要以更加容易理解的语言引导学生观察实验现象；2、注意实验评估，以便提高实验效果；3、课上要着重进行计算，掌握焦耳定律；4、以辩论的形势让学生知道了电热的利用和防止，提高了课堂气氛，效果很好。

选修3-1第二章2.5焦耳定律一、教材分析焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。

二、教学目标（一）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。

（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。

（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。

三、教学重点难点【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。

【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。

四、学情分析学生学好这节知识是非常必要的, A.重点:理解电功和电功率和焦耳定律。

B.难点:帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点,防止学生乱套用公式。

C.关键:本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。

在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用五、教学方法等效法、类比法、比较法、实验法六、课前准备灯泡（36 V,18 W）、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机七、课时安排八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标教师: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:（1）电灯把电能转化成内能和光能;（2）电炉把电能转化成内能;（3）电动机把电能转化成机械能;（4）电解槽把电能转化成化学能。

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。

（三）合作探究、精讲点播1、电功和电功率教师: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?学生:（1）电场力的功的定义式W=qUq（2）电流的定义式I=t教师:投影教材图2.5-1（如图所示）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?学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。

5焦耳定律-人教版选修3-1教案一、教学目标1.了解能量守恒定律的概念及基本原理；2.理解焦耳定律的概念、公式及应用；3.训练学生分析物理题目的能力，提高解题能力。

二、教学重难点重点1.焦耳定律的概念、公式及应用；2.相关物理量的转化。

难点1.如何判断能量形式及能量守恒；2.掌握计算题中的物理量转化。

三、教学内容及方法1. 教学内容本节课教学内容为焦耳定律。

2. 教学方法通过理论讲解、实验演示、课堂讨论、实例分析等教学方法，深入浅出地讲授焦耳定律的概念、公式及应用。

四、学习重点1.焦耳定律的概念、公式及应用；2.相关物理量的转化。

五、学习方法1.注意课堂笔记的记录；2.多思考，多交流，多思考融会贯通。

六、教学准备1.备课稿；2.教具特别是电子天平等实验器材；3.教案PPT。

七、课前预习1.阅读课本P61，复习功、能、能量守恒定律的知识；2.预习课本P62-63，掌握焦耳定律的概念、公式及应用。

八、教学过程1. 导入黑板设计：能量守恒定律的探究运用黑板上的简单实验，通过诱导学生出现疑问的方式，为本节课的内容导入做好铺垫。

2. 新课讲解1.定义：对焦耳定律的概念进行科学解释1.能量是物理世界中的一些物质或场的属性。

能量的种类很多，常见的有势能和动能。

2.能量守恒定律：如果一个封闭系统内部没有能量的输入和输出，那么这个封闭系统里的能量总量是不变的。

不仅在瞬间如此，而且在时间的变化中也是一直如此。

2.意义：分析具体现象体现其必要性，如：机械能的转化。

或者一段物理实验，通过实验分析如何运用定律。

1.定义物体的势能和动能2.介绍实验并通过焦耳定律分析物体势能与动能的转化3.敲黑板：利用焦耳定律，可以很好的解决如何确定物体的热量或内能变化的问题。

3. 课堂练习1.提供几个例子来让学生思考，并据此运用功、能、焦耳定律解出具体数值。

2.鼓励学生请教答案不仅会改善学生对物理基础知识的理解，在解题方法上也会有很大的帮助。