2019-2020年人教版選修3-1 第二章 第5節(jié) 焦耳定律 教案2.doc

2019-2020年人教版選修3-1 第二章 第5節(jié) 焦耳定律 教案2一、教材分析本節(jié)課所涉及的能量觀點(diǎn)，是研究電學(xué)問(wèn)題和其他物理問(wèn)題的重要方法。所以，本節(jié)課不但是物理知識(shí)的傳授課，更是物理方法和思想的滲透課。在教學(xué)中應(yīng)該充分聯(lián)系實(shí)際，以便鞏固和加深對(duì)基本知識(shí)的理解，掌握解決實(shí)際問(wèn)題的方法。二、學(xué)生分析學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)焦耳定律的內(nèi)容，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一定，但高中階段將從電場(chǎng)力做功及能量轉(zhuǎn)化和守恒等角度來(lái)研究焦耳定律，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更高的要求三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1理解電功、電功率的概念及物理意義2理解電功和電熱的關(guān)系。3能運(yùn)用能量觀點(diǎn)解決電功和電熱問(wèn)題。（二）過(guò)程與方法通過(guò)推導(dǎo)電功及電熱的公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。四、重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。教學(xué)難點(diǎn)：電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。五、教學(xué)過(guò)程（一）問(wèn)題引入問(wèn)題：各種用電器通電后可以將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請(qǐng)列舉說(shuō)明其能量的轉(zhuǎn)化情況。示例：電燈把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能；電爐把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。引入：電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢？（二）新課講授一、探究1問(wèn)題1：電流如何做功，其實(shí)質(zhì)是什么？大小有哪些量決定？情境1：一段導(dǎo)體長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，通過(guò)導(dǎo)體的電流為I。探究1： 學(xué)生分析討論，推理探究引導(dǎo)1： 什么是電流？電荷運(yùn)動(dòng)的原因是什么？電場(chǎng)力做功的關(guān)系式是什么？什么是電量？電量與電流強(qiáng)度的關(guān)系式是什么？小結(jié)1： 電荷q在電場(chǎng)力作用下從A至B，電場(chǎng)力做功WqUAB。 在時(shí)間t內(nèi)，電場(chǎng)力移動(dòng)的電荷量為qIt所以WqUIUt。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。1、電功 (1)定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。(2)表達(dá)式：WUIt。(3)實(shí)質(zhì)：電場(chǎng)力做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程二、復(fù)習(xí)問(wèn)題2：如何表示電流做功的快慢？復(fù)習(xí)2：提問(wèn)有關(guān)電功率的知識(shí)？ 2、電功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功。(2)表達(dá)式：PW/tIU(對(duì)任何電路都適用)。 (4)額定功率和實(shí)際功率額定功率：用電器正常工作消耗的功率稱額定功率。實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓和實(shí)際電流下的功率。三、講授問(wèn)題3：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？復(fù)習(xí)3：提問(wèn)有關(guān)電流生熱的知識(shí)？ 探究3：理論上如何推證焦耳定律？引導(dǎo)3：對(duì)于某些元件，其所通電能全部轉(zhuǎn)化為熱能小結(jié)3：因能量守恒E=Q，功完成能量轉(zhuǎn)化W=E，故Q=UIt，有據(jù)歐姆定律U=It，故Q=IR2t3、焦耳定律(1)內(nèi) 容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。(2)表達(dá)式：QI2Rt。(3)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，即PQ/tI2R。(4)特 點(diǎn)：QI2Rt=UIt。四、探究2問(wèn)題4：若元件不能將所通電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，結(jié)果如何？探究4：理論上如何推證？引導(dǎo)4：能量轉(zhuǎn)化守恒定律是普遍使用的規(guī)律，小結(jié)4：因能量守恒E>Q，功完成能量轉(zhuǎn)化W=E，故UIt>IR2t，即U>IR問(wèn)題：焦耳定律經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)證明，U>IR是否經(jīng)得起實(shí)踐的考驗(yàn)？實(shí)例：如圖所示玩具風(fēng)扇連接入電路，先用夾子夾住電動(dòng)機(jī)M轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，閉合電鍵，移動(dòng)變阻器滑片，記下伏特表讀數(shù)U10.3 V，電流表的讀數(shù)I10.3 A，松開(kāi)夾子，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)變阻器滑片，使伏特表讀數(shù)U22.0 V，電流表的讀數(shù)I20.8 A，分別記入下表，請(qǐng)計(jì)算兩種情況下電功率P1和熱功率P2。工作狀態(tài)U/VI/AP1/WP2/W不轉(zhuǎn)動(dòng)0.30.3轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.8小結(jié)44：不同元件在相同電壓作用下，電功和電熱的情況不同4、電功與電熱兩種電路：純電阻電路(只含白熾燈、電爐等電熱器的電路) ；非純電阻電路(含有電動(dòng)機(jī)、電解槽的電路)兩種關(guān)系：純電阻電路電流做功完全用于產(chǎn)生熱，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故WQUItI2Rt。 非純電阻電路電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，這時(shí)WQ，即WQE其他或PP熱P其他或UII2RP其他區(qū)別聯(lián)系：PIU和PI2R都是電功率的表達(dá)式，但物理意義不同。PIU對(duì)所有的電路都適用；PI2R只適用于純電阻電路。五、總結(jié)問(wèn)題5：試總結(jié)本節(jié)課所學(xué)引導(dǎo)5：提示本節(jié)所講問(wèn)題總結(jié)5：見(jiàn)<板書設(shè)計(jì)>六、饋練1關(guān)于電功，下列說(shuō)法中正確的有()A電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功B電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C電場(chǎng)力做功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的量度D電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等2理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R1，它與電熱絲電阻值R2串聯(lián)后接到直流電源上，吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為I，消耗的功率為P，則有()APUI BPI2(R1R2) CPUI DPI2(R1R2)3吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的電阻一定，當(dāng)加在電機(jī)上的電壓為0.2V時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)，但流過(guò)電機(jī)的電流為0.2A；當(dāng)所加電壓為2V時(shí)，電機(jī)正常工作，工作電流為0.8A；試求（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率多大？（2）如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？板書設(shè)計(jì)2.5焦耳定律1電功W(1)定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功。(2)公式：WIUt。2電功率P(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功。(2)公式：PIU3焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。(2)公式：QI2Rt4電功與電熱(1)純電阻電路， W=Q，即WQUItI2Rt(2)非純電阻電路，W>Q，即WQE其他 或PP熱P其他或UII2RP其他