高中物理（人教版）选修3-1教案：2.5焦耳定律
文档属性
| 名称 | 高中物理（人教版）选修3-1教案：2.5焦耳定律 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 41.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-10-08 14:34:10 | ||
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文档简介
2．5焦耳定律
【课题】焦耳定律
【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1 第二章第5节
【课型】新授课
【课时】1课时
【教材分析】
内容分析
针对本节内容，新课标要求从能量转化的角度 ( http: / / www.21cnjy.com )理解电功和电热，区分纯电阻电路与非纯电阻电路。教材没有通过实验归纳引入焦耳定律，而是从能量守恒定律分析得出的，再次应用了功能关系的思想。
教材根据功和能的关系，从电能的转化引入电功 ( http: / / www.21cnjy.com )的概念，然后依据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。教学中可以引导学生对用电器中能量的转化进行讨论，这样有利于学生理解电功的物理意义。
不同的用电器电流做功的快慢不同，由此引入电 ( http: / / www.21cnjy.com )功率概念，还可以跟速度等概念进行类比。要让学生知道用电器额定功率的含义，并对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。
电路中电流做功将电能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )其他形式的能量，其中很常见的就是内能，但是很多情况下电能不全部转化为内能。教师可以用电动机作为例子，引导学生进行讨论，电动机消耗的电能转化为机械能和内能两部分。让学生清楚，对于非纯电阻电路电功和电热不相等。
教材的地位和作用
与前面的“串联电路和并联电路”衔接，“ ( http: / / www.21cnjy.com )焦耳定律”前接电流、电动势和欧姆定律，后启导体的电阻和闭合电路的欧姆定律，具有承上启下的作用，是其它概念和规律的基础。
新旧教材的对比
与旧教材相比，新教材除了保留原有教材内容外，有两个亮点：
1．明确了“电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功”，并作了相关功能关系的阐述和理论推导，理顺了电流与电场、宏观与微观 ( http: / / www.21cnjy.com )
【教学目标】
1．知识与技能
理解电功、电功率的概念和公式，并能进行有关的计算。
知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。
知道纯电阻电路与非纯电阻电路，理解电功和电热、电功率和热功率及输入功率和输出功率的区别。
2．过程与方法
知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。
3．情感、态度与价值观
通过学习，体会能量守恒定律的普适性。
形成透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。
【重点难点】
本节重点：
1．理解电功、电功率的概念和公式，并能进行有关的计算。
2．掌握焦耳定律的物理意义。
本节难点：电功和电热、电功率和热功率及输入功率和输出功率的区别
【教法学法】
教法：在复习初中所学电流的热效应的 ( http: / / www.21cnjy.com )基础上，分析电流如何做功，又如何产生热量，进而根据功和能的关系，从电能的转化引入电功的概念，然后依据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。在确立焦耳定律之后，引导学生分层认识热功率、输入功率和输出功率等。
学法：为充分体现学生的主动建构行为 ( http: / / www.21cnjy.com )，在课堂组织上可采用合作的方式：由同桌二人组成的讨论小组构成合作学习的基本单元，贯穿整个学习过程；在教学进度不同阶段，由前后桌甚至更大范围的同学组成随机合作实体，分别分配不同的合作学习任务。
【教学准备】本节课教学的课件和多媒体投影设备。
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
一、复习引入、创设情境约3分钟【课件展示1】回顾与思考：以下用电器（各种电热器）有什么共同点？在教师的指导下进行判断和讨论【课件展示2】什么是电流的热效应？电功、电功率、电热有什么联系？ 【思考、讨论】回忆、、判断热效应的物理实质 通过复习电流的热效应，激发学生的学习兴趣和进一步探究其本质的欲望
二、进入新课（抽象加工）约22分钟【课件展示3】(板书)1、电功的概念（1）电场力（或电流）所做的功叫电功。（2）定义式：W=qU=UIt（3）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。 1kwh=3.6×106J（4）电功的多少等于电能转化为其它形式能的数量。2、电功率的概念（1）单位时间内电流所做的功叫电功率。（2）定义式：P=W/t=UI（3）单位：瓦特（W）（4）电功率反映电场力（或电流）做功的快慢。（5）额定功率与实际功率：（6）输入功率与输出功率：【课件展示4】(板书) 3、电热：电流通过导体产生的热量。（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t三者的乘积 。（2）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。纯电阻电路与非纯电阻电路： （3）热功率：单位时间内发出热量的功率。P=I2R【课件展示5】(板书)4、电功与电热：（1）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=Q即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR，也即欧姆定律成立。此时有： UIt=I2Rt=（U2/R）t（2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：W＞Q即电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机 ( http: / / www.21cnjy.com )械能、化学能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR，也即欧姆定律不成立。【课件展示6】课堂小结： 【思考、讨论】引导学生认识、说出：电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功”，然后进行相关功能关系的阐述和理论推导。【学生复习】组织学生复习初中所学电功与电功率的关系和公式【学生认识】认识几种常见家用电器的额定功率 【学生讨论】讨论过程、合作 ( http: / / www.21cnjy.com )学习由二人小组开始，同一大组内的各二人小组之间及时交换意见，直至达成共识。各大组推选出发言人，代表本组汇报讨论、推导结果；其他小组的同学质疑，由汇报小组的成员作出解释【学生讨论】调动学生针对焦耳定律公式展开讨论：【学生思考与拓展】引导思考与拓展：电功与电热之间有何关系呢？【学生梳理和复习】让学生对相关概念及公式进行梳理和复习 理顺电流与电场、宏观与微观的关系以期解决本节课的教学重点之一，突破教学难点启发、引导学生用数学公式来表达发动学生对自己小组和其他小组的活动情况作出评价加深对焦耳定律公式的理解区分纯电阻电路与非纯电阻电路以期解决本节课的教学重点之一，突破教学难点梳理和巩固所学内容
三、深化课堂（例题解析，变式迁移）约10分钟【课件展示7】例题1、把 ( http: / / www.21cnjy.com )标有“220V100W”的灯泡接到220V的电路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多大？若接到110V的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）【课件展示8】例题2、课本P.54的“例题1” 【学生合作学习】对两个例题的处理方式与 ( http: / / www.21cnjy.com )前面相同，仍然采用三维合作学习，两个大组负责例题1，另两个大组负责例题2，在同桌二人讨论前，可以先各自完成问题的求解。 解决对公式理解和应用的教学重点，突破教学难点对各大组的表现给出评价，通过成果展示和学生自己下结论，使学生体会学习的乐趣，认同该知识
四、总结拓展、布置作业约5分钟1．学习方法小结通过本节课，你学到了哪些科学研究的方法？ 2．学习内容小结【课件展示9】3．迁移拓展（练习巩固）有一直流电动机 ( http: / / www.21cnjy.com )，把它接入0.2V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4A，若电动机接入2V电压电路中，电动机正常工作，电流是1A，求：（1）电动机正常工作时输出功率多大？（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【作业布置】课本P.55“问题与练习”的2～5题。 【学生思考和复习】思考、回顾本节课教学的重点内容【学生注意】电动机问题要与实际相符合。【记录】学生记录课后作业 培养学生总结和概括的能力提高联系实际、推理和综合分析的能力
【板书设计】
第5节 焦耳定律
1、电功的概念
（1）电场力（或电流）所做的功叫电功。
（2）定义式：W=qU=UIt
（3）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。 1kwh=3.6×106J
（4）电功的多少等于电能转化为其它形式能的数量。
2、电功率的概念
（1）单位时间内电流所做的功叫电功率。
（2）定义式：P=W/t=UI
（3）单位：瓦特（W）
（4）电功率反映电场力（或电流）做功的快慢。
（5）额定功率与实际功率：
（6）输入功率与输出功率：
( http: / / www.21cnjy.com )
【课题】焦耳定律
【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1 第二章第5节
【课型】新授课
【课时】1课时
【教材分析】
内容分析
针对本节内容，新课标要求从能量转化的角度 ( http: / / www.21cnjy.com )理解电功和电热，区分纯电阻电路与非纯电阻电路。教材没有通过实验归纳引入焦耳定律，而是从能量守恒定律分析得出的，再次应用了功能关系的思想。
教材根据功和能的关系，从电能的转化引入电功 ( http: / / www.21cnjy.com )的概念，然后依据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。教学中可以引导学生对用电器中能量的转化进行讨论，这样有利于学生理解电功的物理意义。
不同的用电器电流做功的快慢不同，由此引入电 ( http: / / www.21cnjy.com )功率概念，还可以跟速度等概念进行类比。要让学生知道用电器额定功率的含义，并对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。
电路中电流做功将电能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )其他形式的能量，其中很常见的就是内能，但是很多情况下电能不全部转化为内能。教师可以用电动机作为例子，引导学生进行讨论，电动机消耗的电能转化为机械能和内能两部分。让学生清楚，对于非纯电阻电路电功和电热不相等。
教材的地位和作用
与前面的“串联电路和并联电路”衔接，“ ( http: / / www.21cnjy.com )焦耳定律”前接电流、电动势和欧姆定律，后启导体的电阻和闭合电路的欧姆定律，具有承上启下的作用，是其它概念和规律的基础。
新旧教材的对比
与旧教材相比，新教材除了保留原有教材内容外，有两个亮点：
1．明确了“电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功”，并作了相关功能关系的阐述和理论推导，理顺了电流与电场、宏观与微观 ( http: / / www.21cnjy.com )
【教学目标】
1．知识与技能
理解电功、电功率的概念和公式，并能进行有关的计算。
知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。
知道纯电阻电路与非纯电阻电路，理解电功和电热、电功率和热功率及输入功率和输出功率的区别。
2．过程与方法
知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。
3．情感、态度与价值观
通过学习，体会能量守恒定律的普适性。
形成透过现象看本质、用不同方法表达同一规律的科学意识。
【重点难点】
本节重点：
1．理解电功、电功率的概念和公式，并能进行有关的计算。
2．掌握焦耳定律的物理意义。
本节难点：电功和电热、电功率和热功率及输入功率和输出功率的区别
【教法学法】
教法：在复习初中所学电流的热效应的 ( http: / / www.21cnjy.com )基础上，分析电流如何做功，又如何产生热量，进而根据功和能的关系，从电能的转化引入电功的概念，然后依据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式。在确立焦耳定律之后，引导学生分层认识热功率、输入功率和输出功率等。
学法：为充分体现学生的主动建构行为 ( http: / / www.21cnjy.com )，在课堂组织上可采用合作的方式：由同桌二人组成的讨论小组构成合作学习的基本单元，贯穿整个学习过程；在教学进度不同阶段，由前后桌甚至更大范围的同学组成随机合作实体，分别分配不同的合作学习任务。
【教学准备】本节课教学的课件和多媒体投影设备。
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
一、复习引入、创设情境约3分钟【课件展示1】回顾与思考：以下用电器（各种电热器）有什么共同点？在教师的指导下进行判断和讨论【课件展示2】什么是电流的热效应？电功、电功率、电热有什么联系？ 【思考、讨论】回忆、、判断热效应的物理实质 通过复习电流的热效应，激发学生的学习兴趣和进一步探究其本质的欲望
二、进入新课（抽象加工）约22分钟【课件展示3】(板书)1、电功的概念（1）电场力（或电流）所做的功叫电功。（2）定义式：W=qU=UIt（3）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。 1kwh=3.6×106J（4）电功的多少等于电能转化为其它形式能的数量。2、电功率的概念（1）单位时间内电流所做的功叫电功率。（2）定义式：P=W/t=UI（3）单位：瓦特（W）（4）电功率反映电场力（或电流）做功的快慢。（5）额定功率与实际功率：（6）输入功率与输出功率：【课件展示4】(板书) 3、电热：电流通过导体产生的热量。（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t三者的乘积 。（2）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。纯电阻电路与非纯电阻电路： （3）热功率：单位时间内发出热量的功率。P=I2R【课件展示5】(板书)4、电功与电热：（1）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=Q即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR，也即欧姆定律成立。此时有： UIt=I2Rt=（U2/R）t（2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：W＞Q即电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机 ( http: / / www.21cnjy.com )械能、化学能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR，也即欧姆定律不成立。【课件展示6】课堂小结： 【思考、讨论】引导学生认识、说出：电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功”，然后进行相关功能关系的阐述和理论推导。【学生复习】组织学生复习初中所学电功与电功率的关系和公式【学生认识】认识几种常见家用电器的额定功率 【学生讨论】讨论过程、合作 ( http: / / www.21cnjy.com )学习由二人小组开始，同一大组内的各二人小组之间及时交换意见，直至达成共识。各大组推选出发言人，代表本组汇报讨论、推导结果；其他小组的同学质疑，由汇报小组的成员作出解释【学生讨论】调动学生针对焦耳定律公式展开讨论：【学生思考与拓展】引导思考与拓展：电功与电热之间有何关系呢？【学生梳理和复习】让学生对相关概念及公式进行梳理和复习 理顺电流与电场、宏观与微观的关系以期解决本节课的教学重点之一，突破教学难点启发、引导学生用数学公式来表达发动学生对自己小组和其他小组的活动情况作出评价加深对焦耳定律公式的理解区分纯电阻电路与非纯电阻电路以期解决本节课的教学重点之一，突破教学难点梳理和巩固所学内容
三、深化课堂（例题解析，变式迁移）约10分钟【课件展示7】例题1、把 ( http: / / www.21cnjy.com )标有“220V100W”的灯泡接到220V的电路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多大？若接到110V的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）【课件展示8】例题2、课本P.54的“例题1” 【学生合作学习】对两个例题的处理方式与 ( http: / / www.21cnjy.com )前面相同，仍然采用三维合作学习，两个大组负责例题1，另两个大组负责例题2，在同桌二人讨论前，可以先各自完成问题的求解。 解决对公式理解和应用的教学重点，突破教学难点对各大组的表现给出评价，通过成果展示和学生自己下结论，使学生体会学习的乐趣，认同该知识
四、总结拓展、布置作业约5分钟1．学习方法小结通过本节课，你学到了哪些科学研究的方法？ 2．学习内容小结【课件展示9】3．迁移拓展（练习巩固）有一直流电动机 ( http: / / www.21cnjy.com )，把它接入0.2V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4A，若电动机接入2V电压电路中，电动机正常工作，电流是1A，求：（1）电动机正常工作时输出功率多大？（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【作业布置】课本P.55“问题与练习”的2～5题。 【学生思考和复习】思考、回顾本节课教学的重点内容【学生注意】电动机问题要与实际相符合。【记录】学生记录课后作业 培养学生总结和概括的能力提高联系实际、推理和综合分析的能力
【板书设计】
第5节 焦耳定律
1、电功的概念
（1）电场力（或电流）所做的功叫电功。
（2）定义式：W=qU=UIt
（3）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。 1kwh=3.6×106J
（4）电功的多少等于电能转化为其它形式能的数量。
2、电功率的概念
（1）单位时间内电流所做的功叫电功率。
（2）定义式：P=W/t=UI
（3）单位：瓦特（W）
（4）电功率反映电场力（或电流）做功的快慢。
（5）额定功率与实际功率：
（6）输入功率与输出功率：
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