焦耳定律说课

焦耳定律说课第一页，共三十五页，2022年，8月28日

一、教材分析

1.教材的地位、作用和特点

焦耳定律是高二物理教育科学出版社新教材选修3-1第二章第六节的内容，是电学中重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中的地位举足轻重。在初中电学中，学生已经接触了影响电热的因素，这为过渡到本节起到了铺垫作用，本节内容是从电功、电功率，热功、热功率和焦耳定律出发，从电场力做功和能量转化这个更高的视角来理解焦耳定律，通过对闭合电路欧姆定律表达式的变形，来说明闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒在闭合电路中的具体现,本节知识紧密联系生活实际，如利用电流热效应制造家用电器，如电烙铁，电烤箱等。短路时，电源释放的能量全部在内电路中转化成为内能，可能造成电源损坏甚至引起火灾，所以，这不仅是物理知识的传授，更是体现了“物理来源于生活，应用于生活”的本质。第二页，共三十五页，2022年，8月28日

2.课时安排根据教学内容，本节用两课时

3.教学目标

（1）知识与技能（2）过程与方法

（3）情感态度价值观第三页，共三十五页，2022年，8月28日第一课时：让学生理解电功，电功率，热功，热功率的概念能通过公式进行有关计算。第二课时：让学生通过自主讨论“电路中能量的转化”，从能量转化和能量守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律。

第四页，共三十五页，2022年，8月28日知识与技能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。

第五页，共三十五页，2022年，8月28日过程与方法1.通过对电动机电路的研究，提高学生探究分析能力。2.在教学中培养学生分析辨别、归纳总结的科学分析能力。

第六页，共三十五页，2022年，8月28日

情感态度价值观：通过本节课教学，让学生进一步体会能量守恒定律的普遍性。培养学生的辩证思维能力和热爱科学，探究真理的科学素养。第七页，共三十五页，2022年，8月28日重点：电流做功的表达式的推导，区别并掌握电功和热功，电功率和热功率的概念和计算。难点：区分纯电阻电路和非纯电阻及纯电阻和非纯电阻电路中能量转化的问题。第八页，共三十五页，2022年，8月28日二、学情分析高二学生思维方式应逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中用一些感性认识为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，不但是学习后续知识的基础，而且是学习电工的基础。所以，本节课不但是物理知识的传授课，更是物理方法和思想的渗透课。第九页，共三十五页，2022年，8月28日三、说教法:

（1）自主先学，联系前面的知识，推导电功、电功率的表达式，培养学生搜集处理知识的能力。

（2）联系实际，从家用电器的运用让学生自主分析电能的利用，让教学从以前“繁，难”转化为生活中的简单实例上来，也让学生明白：学习物理不仅仅是为了考试，而是生活的实际应用。

（3）互动探究，让学生理解纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化的区别，并能对其进行简单计算。第十页，共三十五页，2022年，8月28日四、说学法：为体现学生的主体作用，我将引导学生在探究中学习，在讨论中突破难点。本节课主要采用了归纳法、阅读法、联想法、推理法等。通过设疑，启发学生思考；通过训练内化加深理解记忆，并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，而不是死记硬背一个结论。第十一页，共三十五页，2022年，8月28日(通过问题，自然过渡到新课)问题一：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）问题二：用电器通电后，可以将电能转化为其他形式的能量，请同学们自己列举生活中的用电器，说明能量的转化情况。问题三：能量转化的量度是什么？导入新课：那么今天我们就从电场力做功和能量转化的角度来分析、理解电路。问题引导：（推导电流做功表达式）教学任务一:推导电功的表达式创设情境，导入新课五、说教学过程第十二页，共三十五页，2022年，8月28日结合此模型，逐层升入，从简到难提出问题，从而突出重点，突破难点1.电场力做功的定义式是什么？2.通过单位横截面的电荷量和电流的关系？3.电功的表达式？4.从推导过程思考电流做功的实质？推理论证，结论分析1.在第一章，我们学过电场力做功，若电荷q在电场力的作用下从A到B,AB两点的电势差为U，则电场力做功为W=Uq。2.电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向运动，形成电流I,在时间t内，通过这段电路上的任一横截面的电荷量q=It。3.对于一段导体而言，两端的电势差为U,把电荷q从一端搬到另一端，电场力做功W=Uq,在导体中形成电流，且q=It,所以，W=Uq=UIt.这就是电路中电场力做的功。4.电流做功的实质就是电场力做的功。观察思考，理论推导：师生活动：（多媒体打出画面），一段导线长为L，横截面积为S，电阻为R,在导体两端加电压U,通过导体电流为I第十三页，共三十五页，2022年，8月28日电功1:定义2：表达式3：单位4：物理意义5：适用条件教学任务二：推导电功率的表达式创设情景，问题引入（利用填空方式自主探究引出电功）在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不相同，电流通过不同用电器做相同的功，用时越多，做功越（），用时越多，做功越（）。说明：电流做功不仅仅有多少，还有（）。问题引导，进入新课那么：我们用什么物理量来描述电流做功的快慢呢？第十四页，共三十五页，2022年，8月28日推理论证，结论分析可以用单位时间内电流做功，即电功率表示电流做功的快慢。结论：电功率1：定义2：表达式3：单位4：物理意义任务3：让学生了解额定功率和实际功率任务4：焦耳定律创设情景，引入新内容1.家里所用的大功率用电器长时间工作，用手触摸外壳有什么感觉？2.思考为什么会出现这样的情况？电流在通过导体时，导体要发热，电能转化成为内能，这就是电流的热效应第十五页，共三十五页，2022年，8月28日问题引入，进入新内容：电流通过导体会产生热量，那么产生的热量和什么因素有关？（回顾初中知识）热功率：

发热量：思考：电功率与热功率有什么区别和联系吗？第十六页，共三十五页，2022年，8月28日1.器材：玩具电机1台、干电池2节、电压表和电流表各1只、导线若干。2.实验目的：请设法测出电风扇的直流电阻，以及电动机工作时总功率(电功率）和输出的机械功率。实验：探究电功率与热功率的区别和联系MVA3.实验步骤：取一个玩具小电机，其内阻R=1.0Ω，把它接在如图所示的电路中。第十七页，共三十五页，2022年，8月28日（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。六、实验：探究电功率与热功率的区别和联系（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。MVA第十八页，共三十五页，2022年，8月28日运行情况物理量卡住

热功率

I2R（W）电功率UI（W）电阻

R（Ω）电流

I

（A）电压

U

（V）机械功率

UI-I2R（W）

转动30.0830.130300.240.30.1920.3六、实验：探究电功率与热功率的区别和联系0.0480分析该电动机在不同情况下，电功率与热功率及机械功率之间关系，从能量守恒角度加以解释。4.数据处理：第十九页，共三十五页，2022年，8月28日纯电阻电路

非纯电阻电路:电能E电能E

Q=I2Rt

E=W=UIt（IR=U）M（IR＜U）电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R运转卡住内能Q焦耳定律电热内能Q+其它形式的能

E=W=UIt

Q=I2Rt电功等于电热电功大于电热=>六、实验：探究电功率与热功率的区别和联系第二十页，共三十五页，2022年，8月28日联系生活，应用实际（引出纯电阻电路和非纯电阻电路）第二十一页，共三十五页，2022年，8月28日电熨斗电热水器电饭煲这些用电器主要把电能转化成什么能？第二十二页，共三十五页，2022年，8月28日创设情景（观察图片思考家用电器中的能量除了转化成内能之外，还可以转化成为什么能？）电风扇电能转化成为动能电动机电能转化成机械能第二十三页，共三十五页，2022年，8月28日

纯电阻非纯电阻电能全部转化为热能的器件电能不仅转化为热能也转化为其它形式的能量的器件分析归纳

第二十四页，共三十五页，2022年，8月28日电功率与热功率（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率。决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。第二十五页，共三十五页，2022年，8月28日焦耳热（热功）：Q=I2Rt热功率：P热=Q=I2R单位：瓦特简称：瓦(W)物理意义：电流做功的快慢三：焦耳定律：第二十六页，共三十五页，2022年，8月28日观察思考，讨论交流1.根据电场力做功，引导学生思考，在电源内部和外电路上能量是如何转化？2.观察图2-6-2，不同电路中的能量转化，思考：电路的电功率一定等于热功率吗？推理论证，得出结论：1.当电源的输出电能全部转化成为内能时，P电=P热。2.当电源输出电能转化成为内能和其他形式的能量时，P电=P热+P其它3.引出纯电阻和非纯电阻电路。结合图2-6-2第二十七页，共三十五页，2022年，8月28日电源把其它形式的能量转化成为电能的功率IE,等于电源的输出功率IU与电源内电路的热功率之和。发生短路时，电源释放的能量全部在内电路中转化成为内能，这种状况很危险，可能会造成电源损坏，甚至引起火灾。结论分析：闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现。

引入例题，突破难点1.一电动机线圈电阻是4.4欧姆，当把它接在220V的电压下，工作电流是1A,求：1.电动机损耗的电功率？2.电动机损耗的电功率？3.电动机转化为机械能的功率？理论分析，得出结论：第二十八页，共三十五页，2022年，8月28日板书设计：一、电源内部：化学能-----电能二、电源外部：电能-------其他形式能三、纯电阻电路P电=P热四、非纯电阻电路P电=P热+P其他第二十九页，共三十五页，2022年，8月28日第三十页，共三十五页，2022年，8月28日训练内化：1.用电器两端电压220V，这意味着( )A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量C.1A电