《高中物理焦耳定律教案设计》
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。接下来是小编为大家整理的高中物理焦耳定律教案设计，希望大家喜欢!
高中物理焦耳定律教案设计一
【课前准备】
【课型】新授课 【课时】2课时
【教学三维目标】
(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.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算.
3.知道电功率和热功率的区别和联系.
4.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.
(二)过程与方法
通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.
(三)情感态度与价值观
通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性
【教学重点难点】
重点：电功和电热的计算
难点：电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别
【教学方法】理论、类比、探究、讨论、分析
【教学过程】
【复习引入】
【问题】用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，生活中常用的用电器，其能量的转化情况?
【回答】电灯把电能转化为内能和光能;电炉把电能转化为内能;电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，遵循能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。
【问题】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。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?
5 焦耳定律
一、电功和电功率
【展示】
【问题】如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间 t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
【回答】在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
【问题】这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，【问题】电场力做了多少功?
【回答】在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt
【问题】电流做功实质上是怎样的?
【回答】电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。
【过渡】对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q，则通过导体截面电荷量为q，I=q/t)，所以电场力做功W=qU=IUt。在这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，简称电功。
【问题】电功的定义式用语言如何表述?定义式?
【回答】电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
定义式：W=UIT
【问题】电功的单位有哪些?
【回答】(1)在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.
(2)电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.
【问题】1 kW·h的物理意义是什么?1 kW·h等于多少焦?
【回答】1 kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
【说明】使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。
【问题】在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。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。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?
高中物理焦耳定律教案设计二
【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、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3、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。
(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，进一步掌握能量守恒定律的普遍性。
【教学重点】
电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】
电功率和热功率的区别和联系。
【教学过程】
复习
串并联电路的性质。
电流表的改装。
(二)进行新课
1、电功和电功率
教师：请同学们思考下列问题
(1)电场力的功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
学生：(1)电场力的功的定义式W=qU
(2)电流的定义式I=
教师：投影教材图2.5-1(如图所示)
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功?
学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt
教师：在这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，简称电功。
电功：
(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.
(2)定义式：W=UIT
教师：电功的定义式用语言如何表述?
学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师：请同学们说出电功的单位有哪些?
学生：(1)在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.
(2)电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.
说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。
教师：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。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。
(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。
(2)定义式：P= =IU
(3)单位：瓦(W)、千瓦(kW)
[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。
2、焦耳定律
教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。
设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。
学生：求解产生的热量Q。
高中物理焦耳定律教案设计三
一、教材分析
焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。
二、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、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3、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。
(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。
三、教学重点难点
【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。
四、学情分析
学生学好这节知识是非常必要的，A.重点：理解电功和电功率和焦耳定律。B.难点：帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点，防止学生乱套用公式。C.关键：本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用
五、教学方法
等效法、类比法、比较法、实验法
六、课前准备
灯泡(36 V，18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机
七、课时安排
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生：(1)电灯把电能转化成内能和光能;
(2)电炉把电能转化成内能;
(3)电动机把电能转化成机械能;
(4)电解槽把电能转化成化学能。
教师：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。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。
(三)合作探究、精讲点播
1、电功和电功率
教师：请同学们思考下列问题
(1)电场力的功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
学生：(1)电场力的功的定义式W=qU
(2)电流的定义式I=
教师：投影教材图2.5-1(如图所示)
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功?
学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt
教师：在这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，简称电功。
电功：
(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.
(2)定义式：W=UIT
教师：电功的定义式用语言如何表述?
学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师：请同学们说出电功的单位有哪些?
学生：(1)在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.
(2)电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.
教师：1 kW·h的物理意义是什么?1 kW·h等于多少焦?
学生：1 kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。
教师：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。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。
(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。
(2)定义式：P= =IU
(3)单位：瓦(W)、千瓦(kW)
[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。
教师：在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分，电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢?
学生分组讨论。
师生共同总结：
(1)利用P= 计算出的功率是时间t内的平均功率。
(2)利用P=IU计算时，若U是某一时刻的电压，I是这一时刻的电流，则P=IU就是该时刻的瞬时功率。
教师：为什么课本没提这一点呢?
学生讨论，教师启发、引导：
这一章我们研究的是恒定电流，用电器的构造一定，通过的电流为恒定电流，则用电器两端的电压必是定值，所以U和I的乘积P不随时间变化，也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的，故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。
[说明]利用电功率的公式P=IU计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W。
2、焦耳定律
教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。
设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。
学生：求解产生的热量Q。
解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR
在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt
由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。
产生的热量为
Q=I2Rt
教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。
学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。
热功率：
(1)定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。
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