焦耳定律說課

焦耳定律說課第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、教材分析

1.教材的地位、作用和特點

焦耳定律是高二物理教育科學出版社新教材選修3-1第二章第六節(jié)的內(nèi)容，是電學中重要的物理定律，它是能量守恒定律在電能和熱能轉換中的體現(xiàn)，本節(jié)在電學中的地位舉足輕重。在初中電學中，學生已經(jīng)接觸了影響電熱的因素，這為過渡到本節(jié)起到了鋪墊作用，本節(jié)內(nèi)容是從電功、電功率，熱功、熱功率和焦耳定律出發(fā)，從電場力做功和能量轉化這個更高的視角來理解焦耳定律，通過對閉合電路歐姆定律表達式的變形，來說明閉合電路歐姆定律實質(zhì)上是能量守恒在閉合電路中的具體現(xiàn),本節(jié)知識緊密聯(lián)系生活實際，如利用電流熱效應制造家用電器，如電烙鐵，電烤箱等。短路時，電源釋放的能量全部在內(nèi)電路中轉化成為內(nèi)能，可能造成電源損壞甚至引起火災，所以，這不僅是物理知識的傳授，更是體現(xiàn)了“物理來源于生活，應用于生活”的本質(zhì)。第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.課時安排

根據(jù)教學內(nèi)容，本節(jié)用兩課時

3.教學目標

（1）知識與技能（2）過程與方法

（3）情感態(tài)度價值觀第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第一課時：讓學生理解電功，電功率，熱功，熱功率的概念能通過公式進行有關計算。第二課時：讓學生通過自主討論“電路中能量的轉化”，從能量轉化和能量守恒的角度來理解閉合電路歐姆定律。

第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月知識與技能1.理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實際功率和額定功率。2.知道電功和電熱的關系。理解公式的適應條件。3.知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉化關系，電功大于電熱。4.能運用能量轉化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題。

第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月過程與方法1.通過對電動機電路的研究，提高學生探究分析能力。2.在教學中培養(yǎng)學生分析辨別、歸納總結的科學分析能力。

第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

情感態(tài)度價值觀：通過本節(jié)課教學，讓學生進一步體會能量守恒定律的普遍性。培養(yǎng)學生的辯證思維能力和熱愛科學，探究真理的科學素養(yǎng)。第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月重點：電流做功的表達式的推導，區(qū)別并掌握電功和熱功，電功率和熱功率的概念和計算。難點：區(qū)分純電阻電路和非純電阻及純電阻和非純電阻電路中能量轉化的問題。第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、學情分析高二學生思維方式應逐步由形象思維向抽象思維過渡，因此在教學中用一些感性認識為依托，加強直觀性和形象性，以便學生理解。學生在初中已經(jīng)接觸過焦耳定律的內(nèi)容，為本節(jié)課的學習打下了一定的基礎，但高中階段將從電場力做功及能量轉化和守恒等角度來研究焦耳定律，這對學生的學習提出了更高的要求。本節(jié)課所涉及的能量觀點，是研究電學問題和其他物理問題的重要方法。另外，這一節(jié)的內(nèi)容在實際中有廣泛而重要的運用，不但是學習后續(xù)知識的基礎，而且是學習電工的基礎。所以，本節(jié)課不但是物理知識的傳授課，更是物理方法和思想的滲透課。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月三、說教法:

（1）自主先學，聯(lián)系前面的知識，推導電功、電功率的表達式，培養(yǎng)學生搜集處理知識的能力。

（2）聯(lián)系實際，從家用電器的運用讓學生自主分析電能的利用，讓教學從以前“繁，難”轉化為生活中的簡單實例上來，也讓學生明白：學習物理不僅僅是為了考試，而是生活的實際應用。

（3）互動探究，讓學生理解純電阻電路和非純電阻電路在能量轉化的區(qū)別，并能對其進行簡單計算。第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月四、說學法：為體現(xiàn)學生的主體作用，我將引導學生在探究中學習，在討論中突破難點。本節(jié)課主要采用了歸納法、閱讀法、聯(lián)想法、推理法等。通過設疑，啟發(fā)學生思考；通過訓練內(nèi)化加深理解記憶，并根據(jù)練習情況及時評價鼓勵學生，重在讓學生弄清楚建立物理概念的過程，而不是死記硬背一個結論。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(通過問題，自然過渡到新課)問題一：通過前面的學習，可知導體內(nèi)自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動，電場力對定向移動的電荷做功嗎？（做功，而且做正功）問題二：用電器通電后，可以將電能轉化為其他形式的能量，請同學們自己列舉生活中的用電器，說明能量的轉化情況。問題三：能量轉化的量度是什么？導入新課：那么今天我們就從電場力做功和能量轉化的角度來分析、理解電路。問題引導：（推導電流做功表達式）教學任務一:推導電功的表達式創(chuàng)設情境，導入新課五、說教學過程第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月結合此模型，逐層升入，從簡到難提出問題，從而突出重點，突破難點1.電場力做功的定義式是什么？2.通過單位橫截面的電荷量和電流的關系？3.電功的表達式？4.從推導過程思考電流做功的實質(zhì)？推理論證，結論分析1.在第一章，我們學過電場力做功，若電荷q在電場力的作用下從A到B,AB兩點的電勢差為U，則電場力做功為W=Uq。2.電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向運動，形成電流I,在時間t內(nèi)，通過這段電路上的任一橫截面的電荷量q=It。3.對于一段導體而言，兩端的電勢差為U,把電荷q從一端搬到另一端，電場力做功W=Uq,在導體中形成電流，且q=It,所以，W=Uq=UIt.這就是電路中電場力做的功。4.電流做功的實質(zhì)就是電場力做的功。觀察思考，理論推導：師生活動：（多媒體打出畫面），一段導線長為L，橫截面積為S，電阻為R,在導體兩端加電壓U,通過導體電流為I第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月電功1:定義2：表達式3：單位4：物理意義5：適用條件教學任務二：推導電功率的表達式創(chuàng)設情景，問題引入（利用填空方式自主探究引出電功）在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不相同，電流通過不同用電器做相同的功，用時越多，做功越（），用時越多，做功越（）。說明：電流做功不僅僅有多少，還有（）。問題引導，進入新課那么：我們用什么物理量來描述電流做功的快慢呢？第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月推理論證，結論分析可以用單位時間內(nèi)電流做功，即電功率表示電流做功的快慢。結論：電功率1：定義2：表達式3：單位4：物理意義任務3：讓學生了解額定功率和實際功率任務4：焦耳定律創(chuàng)設情景，引入新內(nèi)容1.家里所用的大功率用電器長時間工作，用手觸摸外殼有什么感覺？2.思考為什么會出現(xiàn)這樣的情況？電流在通過導體時，導體要發(fā)熱，電能轉化成為內(nèi)能，這就是電流的熱效應第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月問題引入，進入新內(nèi)容：電流通過導體會產(chǎn)生熱量，那么產(chǎn)生的熱量和什么因素有關？（回顧初中知識）熱功率：

發(fā)熱量：思考：電功率與熱功率有什么區(qū)別和聯(lián)系嗎？第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1.器材：玩具電機1臺、干電池2節(jié)、電壓表和電流表各1只、導線若干。2.實驗目的：請設法測出電風扇的直流電阻，以及電動機工作時總功率(電功率）和輸出的機械功率。實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系MVA3.實驗步驟：取一個玩具小電機，其內(nèi)阻R=1.0Ω，把它接在如圖所示的電路中。第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。六、實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系（2）再松開夾子，使小電機轉動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0V（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。MVA第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月運行情況物理量卡住

熱功率

I2R（W）電功率UI（W）電阻

R（Ω）電流

I

（A）電壓

U

（V）機械功率

UI-I2R（W）

轉動30.0830.130300.240.30.1920.3六、實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系0.0480分析該電動機在不同情況下，電功率與熱功率及機械功率之間關系，從能量守恒角度加以解釋。4.數(shù)據(jù)處理：第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月純電阻電路

非純電阻電路:電能E電能E

Q=I2Rt

E=W=UIt（IR=U）M（IR＜U）電功：W=UIt電熱：Q=I2Rt電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R運轉卡住內(nèi)能Q焦耳定律電熱內(nèi)能Q+其它形式的能

E=W=UIt

Q=I2Rt電功等于電熱電功大于電熱=>六、實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)系生活，應用實際（引出純電阻電路和非純電阻電路）第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月電熨斗電熱水器電飯煲這些用電器主要把電能轉化成什么能？第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月創(chuàng)設情景（觀察圖片思考家用電器中的能量除了轉化成內(nèi)能之外，還可以轉化成為什么能？）電風扇電能轉化成為動能電動機電能轉化成機械能第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

純電阻非純電阻電能全部轉化為熱能的器件電能不僅轉化為熱能也轉化為其它形式的能量的器件分析歸納

第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月電功率與熱功率（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率。決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積。（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉化為除熱能外其他形式的功率之和。第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月焦耳熱（熱功）：Q=I2Rt熱功率：P熱=Q=I2R單位：瓦特簡稱：瓦(W)物理意義：電流做功的快慢三：焦耳定律：第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月觀察思考，討論交流1.根據(jù)電場力做功，引導學生思考，在電源內(nèi)部和外電路上能量是如何轉化？2.觀察圖2-6-2，不同電路中的能量轉化，思考：電路的電功率一定等于熱功率嗎？推理論證，得出結論：1.當電源的輸出電能全部轉化成為內(nèi)能時，P電=P熱。2.當電源輸出電能轉化成為內(nèi)能和其他形式的能量時，P電=P熱+P其它3.引出純電阻和非純電阻電路。結合圖2-6-2第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月電源把其它形式的能量轉化成為電能的功率IE,等于電源的輸出功率IU與電源內(nèi)電路的熱功率之和。發(fā)生短路時，電源釋放的能量全部在內(nèi)電路中轉化成為內(nèi)能，這種狀況很危險，可能會造成電源損壞，甚至引起火災。結論分析：閉合電路歐姆定律實質(zhì)上是能量守恒定律在閉合電路中的具體體現(xiàn)。

引入例題，突破難點1.一電動機線圈電阻是4.4歐姆，當把它接在220V的電壓下，工作電流是1A,求：1.電動機損耗的電功率？2.電動機損耗的電功率？3.電動機轉化為機械能的功率？理論分析，得出結論：第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月板書設計：一、電源內(nèi)部：化學能-----電能二、電源外部：電能-------其他形式能三、純電阻電路P電=P熱四、非純電阻電路P電=P熱+P其他第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月訓練內(nèi)化：1.用電器兩端電壓220V，這意味著( )A.1A電流通過用電器時，消耗的電能為220JB.1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量C.