人教版选修3-1 第二章恒定电流 第五节焦耳定律 说课课件_3

• （三）小结：对本节内容做简要小结。并比较UIt 和I2Rt的区别和联系，从能的转化与守恒的角度 解释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。
• 【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=I2Rt
• （2）热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/ t=I2R ④
• 【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物 理意义不同。②对所有的电路都适用，而④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。
• （2）过程与方法
• ①通过对电动机电路的探究，提高学生分析论证能力；
• ②在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法。
• （3）情感态度与价值观:通过本节课教学，让学生体会到 探索自然规律的艰辛和成就感，养成科学严谨态度。
• 3、重点与难点
• 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。
• ③单位：为瓦特（W）。1W=1J/s
• ④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：1.推导过程中没用到任何特殊 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。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。
• （二）新课讲解-----第五节 焦耳定律
• 1．电功和电功率
• （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体现。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，即有多少电能减少， 就有多少其他形式的能增加。
• 2、教学目标
• （1）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知道电功和电热的 关系。理解公式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。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。
• 四、 教学程序：
• （一）复习上节课内容 ，导入新课
• 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，举出一些大家熟悉的例子：电能→机 械能，如电动车。电能→内能，如电热器。电能 →化学能，如电解槽。本节课将重点研究电路中 的能量问题。
西工大附中
重德博学崇实创新课题：《 焦定律 》• 一、教材分析
• 1、教材的地位、作用和特点
• 焦耳定律是高中物理3-1教材恒定电流章第五节内容，也 是初中物理教材学过的重要物理定律，它在初中学习实验 探究的形式来学习，而在高中教材中是以推理的形式得出 结论，这样的设计比较符合高中学生的思维由形象到抽象 的转变的特点。焦耳定律是能量守恒定律在电能和热能转 换中的表现，本节课的学习有助学生对能量观点的理解和 完善，可以把电学和能量观点的融合。当然焦耳定律的高 中版本低配版，仅适用于恒定电流，但对于变化的电流用 微元思想，以后交流电有效值的理解打下基础，它在电学 中的地位举足轻重。
• 【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。
• 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，则电场力 做功W=qUAB。
• 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，则通过导体截面 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。
• 关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化 为内能外，还转化为机械能、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
• 最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意，在 非纯电阻电路中，欧姆定律已不适用。学生一般 认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出 W=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt 。
• 二、 说教法：
• 为了让学生加深对本节内容的理解，在教 学中我采用讲述、推理、讨论等方法进行 教学．最大限度地调动学生积极参与教学 活动。充分体现“教师主导，学生主体” 的教学原则。
• 三、 说学法：
• 为体现学生的主体作用，我引导学生在探 究中学习，在讨论中突破难点。本节课主 要采用了阅读法；归纳法、联想法；推理 法等。通过设疑，启发学生思考；通过练 习强化有意注意，根据练习情况及时评价 鼓励学生，重在让学生弄清楚建立物理概 念的过程和规律的使用说明书，而不是死 记硬背一个结论。
• 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，注：英 国物理学家焦耳，经过长期实 验研究后提出焦耳定律。
• 2．焦耳定律——电流热效应
• （1）焦耳定律
• 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=I2Rt ③
• W = Iut ①
• 【说明】：①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。
• 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
• （2）电功率①定义：单位时间内电流所做的功
• ②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）②