高二物理:2.5 焦耳定律教案
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2.5 焦耳定律教学设计一、教材分析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。
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,掌握解决实际问题的方法。
二、学生分析学生在初中已经接触过焦耳定律的内容,为本节课的学习创造了一定,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三、教学目标(一)知识与技能1.理解电功、电功率的概念及物理意义2.理解电功和电热的关系。
3.能运用能量观点解决电功和电热问题。
(二)过程与方法通过推导电功及电热的公式和焦耳定律,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。
四、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。
五、教学过程(一)问题引入问题:各种用电器通电后可以将电能转化为其他形式的能量,请列举说明其能量的转化情况。
示例: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。
引入:电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?(二)新课讲授一、探究1问题1:电流如何做功,其实质是什么?大小有哪些量决定?情境1:一段导体长为L,电阻为R,在导体两端加上电压U,通过导体的电流为I。
探究1:学生分析讨论,推理探究引导1:①什么是电流?电荷运动的原因是什么?电场力做功的关系式是什么?②什么是电量?电量与电流强度的关系式是什么?小结1:①电荷q在电场力作用下从A至B,电场力做功W=qU AB。
②在时间t内,电场力移动的电荷量为q=It③所以W=qU=IUt。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
1、电功(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
高中物理人教版选修3-1教学案:2.5 焦耳定律【知识要点】1.电功(1)定义:电流通过导体所做的功叫电功。
①电流做功的实质是电场力移动电荷做功。
②电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程,转化的能量的数值等于电流做功的数值。
(2)电功的计算:W=qU=Uit2.电功率(1)定义:电流所做的功跟所用时间的比值叫电功率。
(2)意义:电功率是描述电流做功快慢的物理量。
(3)电功率的大小:P=W/t=UI(4)单位:W、kW(5)额定功率:用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
3.电流的热效应:电流的热效应以及产生热效应的微观解释。
4.焦耳定律①内容:电流通过导体时的发热量Q,与电流I的平方成正比,与电阻R成正比,与通电时间t成正比。
②公式:Q=I2Rt5.热功率①热功率:单位时间内发热的功率P=Q/t叫热功率。
②公式:P=I2R6.电功率与热功率的区别:①电功率表示输入给一段电路的全部电功率。
热功率是一段电路上发热消耗的电功率。
②纯电阻路中:电功等于电热,电功率等于热功率;非纯电阻电路中:电功大于电热,电功率大于热功率。
【典型例题】1."220V、66W"的电风扇,线圈电阻为20Ω,求接上220V电压后,电风扇消耗功率、转化为机械能的功率和发热功率。
如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热功率。
3.如图所示,L1,L2是两个规格不同的灯泡,当它们如图连接时,恰好都能正常发光,设电路两端的电压保持不变,现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是()A.L1亮度不变,L2变暗B.L1变暗,L2变亮C.L1变亮,L2变暗D.L1变暗,L2亮度不变P【课后作业】1.将一段电阻丝接到电压为U的电源上时,消耗的电功率为P,若将这一段电阻丝接在电压为2U的电源上时,它消耗的功率大小为(不考虑温度对电阻的影响)()A.P B.2PC.4P D.8P2.不考虑温度对电阻的影响,一个"220V,40W"的灯泡,下列说法中正确的是()A.接在110V线路上的功率为20WB.接在110V线路上的功率为10WC.接在440V线路上的功率为160WD.接在50V线路上的功率为55W3.下列关于电功和电热的说法正确的是()A.在纯电阻电路中,某段时间内电流做的功等于这段时间内产生的热量。
中学高二年级物理学科导学案课题名称:2.5 焦耳定律学习目标1.理解电流热效应的本质 2.掌握焦耳定律,并能进行有关计算3.理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热重点焦耳定律难点电功和电热之间的联系和区别自主学习1、电功〔1〕定义:电流流过导体,导体内的自由电荷在电场力作用下发生,在驱使自由电荷定向移动的过程中,电场力对自由电荷做了,也就是通常说的电流做的功,简称电功。
(2)公式:W=qU=.在纯电阻电路中还可写成:W==。
(3)国际单位:〔符号J〕常用的单位还有:千瓦时〔kW·h〕,亦成为度,1kW·h=J 。
2、电功率(1)定义:内电流所做的功叫做电功率。
(2)公式:P=W/t=,是计算电功率普遍适用的公式。
在纯电阻电路中还可写成:P==。
(3)单位:〔符号W〕。
(4)额定功率:用电器在时的功率称为额定功率。
3、焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的成正比,跟导体的电阻成,跟通电时间成。
(2)公式:Q=,对纯电阻电路还可写成Q= = 。
注意:焦耳定律是电流热效应的实验定律,凡是计算电热,都应选用焦耳定律。
4、电热功率(1)定义:内电流通过导体产生的热量叫做电热功率。
(2)公式:P= ,在纯电阻电路中还可以写成:P== 。
1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量;所谓电流做功,实质上是导体中的恒定电场对的力在做功,电荷的减小,其他形式的能在增加;公式:W=,P=。
2.电流通过用电器时把能全部转化为能,这样的电路叫做纯电阻电路。
同步导学1.电功和电功率〔1〕电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能〔电场能、机械能、化学能或内能等〕的量度。
〔2〕W= qU =UIt 是电功的普适式,P= UI 是电功率的普适式,适用于任何电路。
2.焦耳定律和热功率〔1〕电热那么是电流通过导体时,电能转化为内能的量度.〔2〕Q =I 2Rt 是电热的计算式,可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量〔电热〕;P =I 2R 是热功率的计算式,3.电功和电热〔1〕在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等。
2、5焦耳定律【教学目标】(一)知识与技能1、理解电功得概念,知道电功就是指电场力对自由电荷所做得功,理解电功得公式,能进行有关得计算。
2、理解电功率得概念与公式,能进行有关得计算。
3、知道电功率与热功率得区别与联系。
(二)过程与方法通过推导电功得计算公式与焦耳定律,培养学生得分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观通过电能与其她形式能量得转化与守恒,进一步掌握能量守恒定律得普遍性。
【教学重点】电功、电功率得概念、公式;焦耳定律、电热功率得概念、公式。
【教学难点】电功率与热功率得区别与联系。
【教学过程】(一)复习1.串并联电路得性质。
2.电流表得改装。
(二)进行新课1、电功与电功率教师:请同学们思考下列问题(1)电场力得功得定义式就是什么?(2)电流得定义式就是什么?学生:(1)电场力得功得定义式W=qUq(2)电流得定义式I=t教师:投影教材图2、5-1(如图所示)如图所示,一段电路两端得电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中得自由电荷在电场力得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得电荷量q就是多少?学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面得电荷量q=It。
教师:这相当于在时间t 内将这些电荷q 由这段电路得一端移到另一端。
在这个过程中,电场力做了多少功?学生:在这一过程中,电场力做得功W =qU =IUt教师:在这段电路中电场力所做得功,也就就是通常所说得电流所做得功,简称电功。
电功:(1)定义:在一段电路中电场力所做得功,就就是电流所做得功,简称电功、(2)定义式:W =UIT教师:电功得定义式用语言如何表述?学生:电流在一段电路上所做得功等于这段电路两端得电压U ,电路中得电流I 与通电时间t 三者得乘积。
教师:请同学们说出电功得单位有哪些?学生:(1)在国际单位制中,电功得单位就是焦耳,简称焦,符号就是J 、(2)电功得常用单位有:千瓦时,俗称“度”,符号就是kW ·h 、说明:使用电功得定义式计算时,要注意电压U 得单位用V,电流I 得单位用A,通电时间t 得单位用s,求出得电功W 得单位就就是J 。
2018—2019学年度第一学期渤海高中高二物理教案主备人:使用人:时间:2018年11月09日课题焦耳定律课型新授课教学重点1、电功、电功率的概念、公式2、焦耳定律、电热功率的概念、公式。
依据:根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学生理解物理概念及物理规律的确切含义教学难点1、电功率和热功率的区别和联系。
依据:根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学习目标一、知识目标:1、学生说出电功率和热功率的区别和联系。
2、学生通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养分析、推理能力。
二、能力目标:学生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。
理由:根据普通高中物理课程标准的要求。
教具教材、练习册、PPT。
教学环节教学内容教师行为学生行为设计意图时间课前三分钟(自主学习验收)校对课前自主学习答案,进行自我批改,更正。
巡视检查学生完成情况。
由课代表上前校对答案更正。
校对课前自主学习知识点填空,加深基础知识记忆。
3分钟1承接一、电功和电功率1、电功1、提出问题:什么是电功?1、学生回答。
2、学生根据问1、承接自主学习7分钟结果环节(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=UIT2、电功率(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=tW=IU(3)单位:瓦(W)、千瓦(kW)二、焦耳定律和热功率Q=I2Rt这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的,叫焦耳定律。
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。
(2)定义式:P热什么是电功率?2、焦耳定律的内容是什么?3、热功率的表达式是怎样的?4、纯电阻电路和非纯电阻电路的区别?题讲解知识点学生分组讨论,交换不同意见3、学生回答并补充。
2、引起学生学习知识的欲望3、让学生参与课堂活动,主动思考本节课重点内容。
2.5焦耳定律学案一、学习目标1、理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。
2、掌握焦耳定律,并能进行有关计算。
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。
二、课程学习1、电功(W):(1)定义:所谓电流做功,实质上是导体中的对自由电荷的在做功。
(2)表达式:电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路中的、三者的乘积,即W = 。
(3)单位:国际单位制中:;常用单位:。
(4)物理意义:反应了转化为的多少。
2、电功率(P )(1)定义:内电流所做的功叫做电功率。
(2)表达式:电流在一段电路上做功的功率等于与的乘积。
即P = 。
(3)单位:国际单位制中:。
(4)物理意义:表示电流做功的。
﹡(5)额定功率:用电器在(填“额定”或“实际”)电压下工作所消耗的电功率。
﹡(6)实际功率:用电器在(填“额定”或“实际”)电压下工作所消耗的电功率3、焦耳定律:(1)焦耳定律:内容:。
表达式:电热Q = 。
焦耳定律的微观解释:电流通过导体的时候,做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞,由于这种碰撞,电子在电场力的加速作用下获得动能,不断传递给金属正离子,使金属正离子的热运动加剧,于是通电导体的内能通过电流做功转化为内能。
(2)热功率(P):定义:的发热功率称为热功率。
表达式:P = 。
三、讨论1、电功率与热功率的区别和联系2、试从能量转化的角度分析电功和电热的关系:3、纯电阻电路和非纯电阻电路三、【巩固练习】【例1】不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V,40W”的灯泡,下列说法正确的是A.接在110 V的电路上时的功率为20 WB.接在110 V的电路上时的功率为10 WC.接在440 V的电路上时的功率为160WD.接在220 V的电路上时的功率为40 W【例2】例1 一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,消耗功率66 W,问:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?电功率与热功率的区别和联系参考答案:(1)电功率与热功率的区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电压U 和通过的电流I 的乘积。
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高中物理焦耳定律教案【篇一:2015高中物理 2.5焦耳定律教案新人教版选修3-1】2.5焦耳定律一、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。
2.5焦耳定律一、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=qUq(2)电流的定义式I=t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。
教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-1主备人:赵兴泉学科长审查签名:2.5焦耳定律(一)内容及解析1、内容:本节主要复习电功和电功率的基本知识。
2、解析:这一节概念初中学过,讲述的重点内容是电功和电功率的计算,讨论实际问题。
会计算简单的非纯电阻电路问题,要加强对这一节的练习熟练应用公式。
(二)目标及其解析1.知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程.2.知道电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算.3.了解额定电压、额定功率、实际功率的意义.4.知道电功率、热功率的联系和区别,会处理简单的非纯电阻电路问题思考题 1. 在力学中讲功率时,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?思考题2.灯泡在电路中实际消耗的功率一定等于额定功率吗?解析:电流做功是电能转化为其他形式的能,在纯电阻电路中电功等于电热公式可以变化使用,在非纯电阻电路中电功、电功率和电热必须用定义式进行计算。
(三)教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中,初中知识没有学好或遗忘,在实际进行电路计算时容易出现问题。
2、纯电阻电路与非纯电阻电路容易混淆,造成解题的错误3、公式变化不熟练容易出错。
(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对初中电路进行复习,对公式变化规律也要复习。
(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→纯电阻电路与非纯电阻电路→公式变化→练习、小结2、教学情景问题1电功是什么?电功的单位有哪些?设计意图:复习电功的基本知识问题2电功率的定义式是什么?它的单位有哪些?设计意图:复习电功率的基本知识。
问题3什么叫热功率?设计意图:知道电热的计算和单位问题4怎样区分纯电阻电路与非纯电阻电路?设计意图:会判断纯电阻电路与非纯电阻电路,例题1.两个绕线电阻分别标有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”,则它们的额定电流之比为(C )【变式】课本141页第(2)题.例题2.在电动机正常工作时,每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系,下列说法中正确的是(D )A.电功等于电热B.电功等于电热的0.24倍C.电功等于电动机输出的机械功D.电热仅为电功的一部分【变式】课本141页第(3)题.设计意图:电功公式应用,非纯电阻电路的计算。
《焦耳定律》优秀教案《焦耳定律》优秀教案(精选9篇)作为一名无私奉献的老师,很有必要精心设计一份教案,教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。
那么你有了解过教案吗?下面是小编收集整理的《焦耳定律》优秀教案,仅供参考,希望能够帮助到大家。
《焦耳定律》优秀教案篇1一、教学目标:1、知识和技能目标:知道电流的热效应,理解焦耳定律的内容、公式及其运用,知道电热器的原理及构造。
2、过程与方法目标:要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法,学会科学探究、知识迁移的方法,培养学生的科学研究的能力。
3、情感态度与价值观目标:激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神,培养学生的辩证唯物主义精神,渗透实事求是和科学献身教育,激励学生努力学习。
二、教学重点与难点如何引导学生进行科学探究;如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法,培养科学研究的能力。
三、教法与学法将学生分组,以小组为单位进行教师引导下的科学探究,加强组内同学间的合作、讨论和交流,加强师生间相互反馈,以问题和小组交流贯穿教学的始终,不断提出新问题,不断解决新问题。
开学时就将学生4人一组分组,分组时男女生分开后,自由组合,便于讨论与交流,随着学习的深入,可适当调整小组成员,每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用,带领小组同学开展自主式学习。
四、教具与学具学生用:铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝(5、10、10欧各一根,教师课前用电炉丝截取并焊好导线)。
每小组一套。
教师用:与学生的基本相同,温度计改用数字的,另加各种电热器(电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等)、多媒体课件及教学平台。
五、探究实验:研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。
六、教学活动实录(部分):(一)导入新课师:(教师出示电饭锅,白炽灯、电风扇)这几种电器各有什么功能?生:煮饭、照明、吹风。
师:这些电器虽然功能不同,有没有共同点?(学生小组讨论,请三位同学上来各拿一个电器,同时通电实验1分钟,并请他们触摸电器和电扇的电动机部分)(凡教师提出问题,教师留有一定的时间,让学生同桌或四人小组讨论)生:它们工作时都会发热。
《焦耳定律》优秀教案5篇《焦耳定律》优秀教案5篇《焦耳定律》优秀教案(1)焦耳定律教学反思本节课应该抓住了电功和电热两个基本概念,教材从实验和理论两个角度研究了电热与电流、电阻和时间的关系,这样做的好处是体现物理研究问题的方法,在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法,避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难.在实验基础上再去推导学生更信服.同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识.根据学生实际和课程标准的要求进行设计,通过学生的观察和生活经验,提出问题,进行分析,共同归纳总结。
教学中应该充分地相信学生,给学生活动的空间,真正的让学生成为学习的主人,在实验的过程中学生也可能提出许多问题,教学中一定要发挥学生的主体作用,尤其是在大力提倡科学探究的今天。
在教学过程中要让学生参与讨论,充分调动学生学习的积极性,与思维分析能力,培养了学生解决问题的能力,并将所学到的知识与实际相联系,使学生达到学以致用。
本节课主要是比较两个公式,计算电功公式P=UI可用于任何电路,计算电热公式P=I2R也可以计算任何电路的电热。
只是在纯电阻电路,这两个公式相等。
教材应该说清楚焦耳定律适用于一般电路的电热计算。
否则学生会认为P=I2R只适用于纯电阻电路通过本节课的教学,我进一步相信我的学生,相信他们的能力,在今后的教学中,充分发挥学生学习的主动性,主有让他们爱学、会学,我们教师才能真正走出多年的困惑,不要一为地强调结果。
《焦耳定律》优秀教案(2)2.5焦耳定律一、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,培养点拨的分析、推理能力。
高二物理焦耳定律教案焦耳定律教案一、教学目标1.理解焦耳定律的内容及其适用条件。
2.能够运用焦耳定律分析电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
3.培养学生的观察能力、实验能力和分析问题的能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:焦耳定律的内容及其应用。
2.教学难点:焦耳定律的推导过程及实验验证。
三、教学过程(一)导入新课1.提问:同学们,我们之前学过电流的热效应,那么电流产生的热量与哪些因素有关呢?2.学生回答:电流、电阻、通电时间。
3.引导:那么这节课我们就来学习一下焦耳定律,看看它是如何描述电流产生的热量与这些因素的关系的。
(二)新课讲解1.简介焦耳定律:焦耳定律是描述电流产生的热量与电流、电阻和通电时间关系的定律。
2.公式推导:Q=I^2Rt解释公式:Q代表热量,I代表电流,R代表电阻,t代表通电时间。
推导过程:通过实验观察,发现电流产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比。
3.适用条件:焦耳定律适用于纯电阻电路。
(三)案例分析1.分析案例1:一个电阻为10Ω的电阻器,通过2A的电流,通电10分钟,求产生的热量。
解析:根据焦耳定律,Q=I^2Rt=(2A)^2×10Ω×10×60s=2400J 结论:产生的热量为2400J。
2.分析案例2:一个电阻为20Ω的电阻器,通过3A的电流,通电5分钟,求产生的热量。
解析:Q=I^2Rt=(3A)^2×20Ω×5×60s=5400J结论:产生的热量为5400J。
(四)实验验证1.实验目的:验证焦耳定律的正确性。
2.实验材料:电阻器、电流表、电压表、计时器、导线等。
3.实验步骤:将电阻器接入电路,调整电流和电阻,记录数据。
通过计时器控制通电时间,观察电流表和电压表的示数变化。
根据焦耳定律计算产生的热量,与实验数据对比。
4.实验结果:实验数据与焦耳定律计算结果相符,验证了焦耳定律的正确性。
2.5焦耳定律【教课目的】(一)知识与技术1、理解电功的观点,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,能进行相关的计算。
2、理解电功率的观点和公式,能进行相关的计算。
3、知道电功率和热功率的差别和联系。
(二)过程与方法经过推导电功的计算公式和焦耳定律,培育学生的剖析、推理能力。
(三)感情、态度与价值观经过电能与其余形式能量的转变和守恒,进一步掌握能量守恒定律的广泛性。
【教课要点】电功、电功率的观点、公式;焦耳定律、电热功率的观点、公式。
【教课难点】电功率和热功率的差别和联系。
【教课过程】(一)复习1.串并联电路的性质。
2.电流表的改装。
(二)进行新课1、电功和电功率教师:请同学们思虑以下问题(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=q t教师:投影教材图 2.5-1(如下图)如下图,一段电路两头的电压为U,因为这段电路两头有电势差,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挪动,形成电流I,在时间t 内经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,经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,也就是往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怎样表述?学生:电流在一段电路上所做的功等于这段电路两头的电压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。
新修订高中阶段原创精品配套教材2.5 焦耳定律教材定制 / 提高课堂效率 /内容可修改2.5 Joule's law教师:风老师风顺第二中学编订:FoonShion教育2.5 焦耳定律高中物理课堂教学教案2.5焦耳定律年月日课题§2.5焦耳定律课型新授课教学目标(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。
教学重点、难点重点电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
难点电功率和热功率的区别和联系。
教学方法等效法、类比法、比较法、实验法教学手段灯泡(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、玩具小电机教学活动(一)引入新课教师: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。
(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. 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:(2)单位时间内电流所做的功叫做电功率。
用p表示电功率。
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。
(2)定义式:p热= =i2r (3)单位:瓦(w)[演示实验]研究电功率与热功率的区别和联系。
(投影)实验电路图和实验内容:取一个玩具小电机,其内阻r=1.0 ω,把它接在如图所示的电路中。
(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0.50 v,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。
(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2.0 v (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。
[实验结果](1)电机不转时,u=0.50 v,i=0.50 a,p电=ui=0.50×0.50 w=0.25 wp热=i2r=0.502×1.0 w=0.25 wp电=p热(2)电机转动时,u=2.0 v,i=0.40 a,p电=ui=2.0×0.40 w=0.80 wp热=i2r=0.402×1.0 w=0.16 wp电>p热学生:分组讨论上述实验结果,总结电功率与热功率的区别和联系。
师生共同活动:总结:(1)电功率与热功率的区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电压u 和通过的电流i的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率,决定于通过这段电路的电流的平方i2和电阻r的乘积。
(2)电功率与热功率的联系若在电路中只有电阻元件时,电功率与热功率数值相等。
即p热=p电教师指出:上述实验中,电机不转时,小电机就相当于纯电阻。
若电路中有电动机或电解槽时,电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能,只有一少部分转化为内能,这时电功率大于热功率,即p电>p热。
教师指出:上述实验中,电机转动时,电机消耗的电功率,其中有一部分转化为机械能,有一部分转化为内能,故p电>p热。
(投影)教材56页教师引导学生完成对例题的分析、求解。
(三)课堂总结、点评教师活动:让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究☆求两点间的电势差【例1】不考虑温度对电阻的影响,对一个“220v,40w”的灯泡,下列说法正确的是a.接在110 v的电路上时的功率为20 w b.接在110 v的电路上时的功率为10 w c.接在440 v的电路上时的功率为160w d.接在220 v的电路上时的功率为40 w 解析:正确选项为bd。
(法一)由得灯泡的电阻ω=1210ω ☆电压为110v时,w=10 w 电压为440v时,超过灯炮的额定电压一倍,故灯泡烧坏,p=0. (法二)由。
可知r一定时,p☆u2,☆当u=110v= ,p=p额/4=10 w 说明:灯泡是我们常用的用电器,解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。
用电器的标称值,指其额定值,即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值,由p 额=u额·i额可知,p、u、i有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。
【例2】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2 v时,电流为0.8 a,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? 解析:电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,其输入的电功率为p入=i1u1=0.8×2w=1.6 w 电动机的机械功率p机=p入-i12r=1.6-0.82×1 w=0.96w 说明:在非纯电阻电路里,要注意区别电功和电热,注意应用能量守恒定律。
①电热q=i2rt。
②电动机消耗的电能也就是电流的功w=iut。
③由能量守恒得w=q+e,e为其他形式的能,这里是机械能;④对电动机来说,输入的功率p入=iu;发热的功率p热=i2r;输出的功率,即机械功率p机=p入-p热=ui-i2r。
【例3】潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的,潮差越大,海水流量越大,发电功率也越大。
我国潮汐能的可供开发的总装机量为3.6×107 kw。
1980年8月,在浙江江厦建成第一座潮汐电站,装机量为3×103 kw,平均年发电量为1.7×107 kw·h,其规模居世界第二位。
(1)试根据上文中给出的数据,计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几小时? (2)设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m,计算每次涨潮时流量是多大?(设潮汐电站的总能量转换效率为50%)解析:(1)江厦潮汐电站功率为3×103 kw,年发电量为1.07×107 kw·h,由公式w=pt可算出每天满负荷工作的时间为s=9.8 h (2)由文中给出数据及每天涨、落潮的次数可知,平均每次的发电量为j 因为所以每次涨潮的平均流量为m3/次说明:本题涉及到潮汐这种自然现象,涨潮和落潮时均有水流的机械能转化为电能。