高中物理-优质课焦耳定律教学设计学情分析教材分析课后反思

选修3-1第二章第五节焦耳定律【教材分析】1、本节课是人教版物理选修3-1第二章第五节《焦耳定律》。本节内容是学生在学过电场力做功（静电场）、电压、电流、电阻概念及欧姆定律、电路的串并联知识的基础上，从能量转化的角度上探究电路中的功能关系的。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。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。2、本课时任务是从能量转化的角度探究电路中的能量转化的规律，以生活中常用的用电器（电动机、电炉子）为载体，用“导学式”的教学方法，让学生讨论并进行归纳、总结“纯电阻、非纯电阻电路中电能、电热”等多个概念的形成，培养学生严谨的科学态度和概括抽象思维能力，促进学生科学探究能力的提高，让学生感悟物理思想方法。【学情分析】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，是一个对电路的作用认识从感性上升到理性的过程。对纯电阻、非纯电阻电路的确切含义的理解、对电功率和热功率的区别和联系的理解是本节课的难点。【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、知道电功和电热的关系。理解公式W=UItQ=I2RtQ=U2t/R的适应条件，知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别。3、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算，了解实际功率和额定功率。4、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。通过对电动机电路的探究，提高学生分析论证能力。

（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。通过本节课的教学，让学生体会探索自然规律的科学态度。

【教学的重点】

纯电阻、非纯电阻电路概念，电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。

【教学的难点及教学策略】难点：纯电阻、非纯电阻电路概念，电功率和热功率的区别和联系。教学策略：用生活中学生接触较多的电风扇、电吹风消耗的功率及产生的功率引导学生理解二者的区别及联系。【教学策略】本着教材实际和学生情况，应激发学生学习的兴趣，调动学生学习的自主性，以有利于学生掌握知识，提高思维能力，故采用：启发引导、分析归纳、自我总结的方法，让学生通过观察、分析、类比、比较、归纳找到解决问题的策略，感悟知识的生成、发展与深化。考虑到学生的个体差异，进行分层次教学，让不同层次的学生都能主动参入并充分发展。【教学用具】多媒体课件【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图一创设情景导入新课展示图片，提出问题：同学们，用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们参照图片列举生活中常用的用电器，说明其能量的转化情况。可见：电能不仅能转化为内能，还能转化为机械能等其它形式的能。学生观看图片，说明其能量转化；学生列举生活中其它用电器的能量转化。激发学生学习的冲动和欲望二知识链接2、归纳小结提出问题小结：功是能量转化的过程，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。问题：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。学生认真听讲让学生深化功能关系，理解功能关系在电路中的基本体现：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。三明确目标有的放矢这节课我们将学些什么呢？多媒体展示学习目标。课代表带领学生学习多媒体展示的学习目标。让学生了解本节课的学习目标，有的放矢。四探究点一电功的概念及计算展示概念：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．提出问题：如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量为多少？通过这些电量电场力做功为多少？归纳小结：一、电功表达式W=qU；W=UIt。物理意义：由于电路中电流I、通电时间t比通过任一横截面的电荷量q容易测量，故电流做功的计算通常用W=UIt。3、适用条件：U、I恒定4、电功的国际单位焦耳J；常用单位千瓦时KW∙h（度）1KWh=3.6×106J。5、注意问题：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。①学生观察PPT，积极思考提出的问题，按照课件给出的提示，进行电功计算的推理。生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt②学生交流推理结果③学生认真听讲、记忆，记笔记。①给出电功概念②引导学生推导电功的计算公式，突出学习该计算公式的形成过程③让学生掌握电功的定义、表达式、物理意义、适用条件、单位、及理解应注意的问题。探究点二电功率的概念与计算问题引导：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。(例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。)也就是说电流做功不仅有多少，而且还有快慢，如何描述电流做功的快慢呢？想一想高一学得如何描述做功的快慢？展示概念：单位时间内电流所做的功叫做电功率启发引导:请同学们按照电功率的定义推导电功率的表达式归纳小结：二、电功率1、一段电路上的电功率P=UI2、电功率表示电流做功的快慢．3、电功的国际单位瓦特(W)，1W＝1J/s。说明：电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少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。强调：推导过程中没用到任何特殊电路或者特殊用电器的性质，所以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=qU＝UIt是电场力做的功，是消耗的总电能，也是电能转化为其他形式的能量的总和。①学生复习高一功率的知识，引入电功率概念，推导电功率的表达式并交流②学生认真听讲、记忆，记笔记③学生例举教室日光灯的额定功率和实际功率①复习功率知识，引出电功率概念②引导学生推导电功率的计算公式，掌握电功率的定义、公式、物理意义及单位、了解额定功率及实际功率的区别。③让学生知道公式W=qU=UIt的普适性。探究点三焦耳定律问题1：电流在通过导体时，导体要发热，电能会转化为内能（电热）。这就是电流的热效应，那么，电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢？结论：英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后找出了电热的决定因素。三、焦耳定律电流通过导体时产生的热量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．即热功率：单位时间内的发热量，即P＝Q/t＝I2R。问题2：电路中电流对导体做的电功和导体内产生的电热是一回事吗？提示：电能除了转化为内能有无可能同时转化为其他形式能？思考并讨论1：回想初中焦耳定律的内容并交流思考并讨2：学生一般认为，W＝IUt，又由欧姆定律，U＝IR，得出W＝I2Rt，所以，放出热量Q＝W＝I2Rt。学生讨论后交流焦耳定律学生在初中定性分析过，这里重点研究对它的理解，引导学生从能量转化和守恒的角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求，是一个对电路的作用认识从感性上升到理性的过程。、纯电阻电路：将电能全部都转化为内能的电路。如电炉、电烙铁、电饭锅等电热器件组成的电路。非纯电阻电路：并非所有电能都转化为内能的电路。如电路中含有电动机在转动或有电池充电的电路。白炽灯及不转动的电动机是纯电阻电路学生观看课件图片归纳、交流其能量转化特点（教师归纳总结）让学生掌握纯电阻电路、非纯电阻电路的确切含义探究点四电功和电热的关系电流做了多少功，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，而电热指的是减少的电能中转化为内能（热能）的多少：四、电功和电热的关系1、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。所以U=IR，即欧姆定律适用。2、对非纯电阻电路（电动机、电解槽等），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其他或P＝P热＋P其他、UI＝I2R＋P其他。这时U>IR，欧姆定律不成立，说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！学生认真听讲、记忆，记笔记让学生掌握电功和电热的区别和联系。五例题讲解例1.规格为“220V，1000W”的电炉，求：①电炉正常工作时，通过电阻丝的电流②电炉的电阻(1)4.5A(2)48.4Ω例2.一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是50A．这台电动机每分钟所做的机械功是多少？W=6×105J学生到黑板展示，然后PPT展示规范步骤进行对比。帮助教师及时了解学生对知识的掌握情况。培养学生的规范解题习惯六拓展延伸思考与讨论：如右图所示的电路，若将玩具电动机卡住，电流表的示数如何变化？电流变示数变大学生思考讨论交流使学生深入理解纯电阻电路和非纯电阻电路的物理意义，加深对欧姆定律的理解。七知识总结你学的怎么样引导学生谈谈收获这节课学了哪些新知识？二、教师根据学生的归纳情况补充完善。学生交流补充鼓励学生畅所欲言总结对本节课的收获和体会，有利于培养学生的归纳概括能力，帮助学生梳理本节知识，完善知识结构八当堂检测鼓励学生：熟练做出必做1、2、3你就很棒了！如果再能完成选做题，那你就太优秀了！加油！（一）必做题1．关于电功，下列说法中正确的有()A．电功的实质是电场力所做的功B．电功是电能转化为内能C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等2、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是3．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）A．PB．U2/rC、D、P-选做题4、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0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，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？①1.6W②0.96W学生进行检测必做题点名交流选做题举手交流分层次设计反馈检测，满足不同层次学生需求。帮助教师了解学生对知识的掌握情况，进一步发现问题。九布置作业必做题：课本55页【问题与练习】1、2、3选做题：课本55页【问题与练习】4、5记录作业巩固知识课外自评选修3-1第二章第五节焦耳定律【学情分析】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，是一个对电路的作用认识从感性上升到理性的过程。对纯电阻、非纯电阻电路的确切含义的理解、对电功率和热功率的区别和联系的理解是本节课的难点。选修3-1第二章第五节焦耳定律【效果分析】学生在初中已经探究过电流的热效应，掌握了焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了基础，高中课本用纯电阻电路从电场力做功将电能全部转化为内能的角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求，是一个对电路的作用认识从感性上升到理性的过程。本节课则直接利用初中学过的焦耳定律结论，然后通过分析、类比、比较、归纳等方法的应用，感悟知识的生成、发展与深化，课堂教学效果较好，学生学习效果也不错。选修3-1第二章第五节焦耳定律【教材分析】1、本节课是人教版物理选修3-1第二章第五节《焦耳定律》。本节内容是学生在学过电场力做功（静电场）、电压、电流、电阻概念及欧姆定律、电路的串并联知识的基础上，从能量转化的角度上探究电路中的功能关系的。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。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。2、本课时任务是从能量转化的角度探究电路中的能量转化的规律，以生活中常用的用电器（电动机、电炉子）为载体，用“导学式”的教学方法，让学生讨论并进行归纳、总结“纯电阻、非纯电阻电路中电能、电热”等多个概念的形成，培养学生严谨的科学态度和概括抽象思维能力，促进学生科学探究能力的提高，让学生感悟物理思想方法。选修3-1第二章第五节焦耳定律【测评练习】1．关于电功，下列说法中正确的有()A．电功的实质是电场力所做的功B．电功是电能转化为内能C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等2、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）A、P=I2RB、C、P=UID、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）A．PB．C．D．4、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0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，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？选修3-1第二章第五节焦耳定律【课后反思】１．这节课概念、规律公式较多，有较多的公式运算，根据学生的情况，要求他们对相关的概念、规律的物理意义的区别和联系深刻理解。并规范计算题的解题步骤和思维步骤。２．由于学生刚接触欧姆定律，在讲解、选用习题时不要太复杂。要分层次让学生做一些简单的练习以熟悉概念、规律，理解它们的物理意义。3．该教案制定的三维教学目标具体、准确，符合本节课的教学内容，体现了新课标的理念。教学的重、难点把握准确，教学方法合适；整节课