高中物理 第3节 焦耳定律教案 鲁科版选修3-1VIP免费

第三章第三节焦耳定律【教学目的】（一）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．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）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。（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。二、教学重点：区别并掌握电功和电热的计算。三、教学难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。【教学媒体】【教学安排】【新课导入】问题导入：提出问题1——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，而且由于电荷是在电场力作用下正电荷由高电势移向低电势，负电荷由低电势移向高电势，所以电场力在电源外面的电路中做正功）提出问题2——电场力做功将引起能量的转化，使电能转化为其他形式能，请举出一些大家熟悉的例子。（如电动机将电能→机械能；电热器将电能→内能，电解槽将电能→化学能。）我们把这些通过电场力做正功将电能转化为其他形式的能的元件叫做用电器。本节课将重点研究电路中用电器的能量转化问题。【新课内容】1.电功教师边讲授边板书：1、用电器——将电能转化为其他形式的能2、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。（2）实质：能量的转化与守恒定律在电路中的体现。电能通过电流做功转化为其他形式能。我们在上一章里学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，且AB两点间电势差恒为UAB，则电场力做功W=qUAB。对于一段导体而言，两端电势差恒为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内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t），所以W=qU=ItU。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（3）表达式：W=IUt说明：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。（4）单位：电流单位用安培（A），电压单位用伏（V），时间单位用秒（s），则电功的单位是焦耳（J）。（5）电功率电流做功不仅有多少之分，还有快慢之分，电流做功的快慢叫做电功率。即单位时间内电流做功的多少。请推导电功率的表达式。（P=W/t=UIt/t=UI）表达式：P=UI—电路上的电功率大小等于这段电路两端电压和电路中电流的乘积。②单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。1W=1J/s这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，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。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。4.额定功率和实际功率电功率是衡量用电器电流做功快慢，或者说衡量其消耗电能的快慢程度。电功率越大，该用电器在同一时间内消耗电能越多。为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率都有规定数值。在家用电器或工厂电器设备的铭牌上，都镌刻有该设备正常工作的额定电压和额定电功率。③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。一般说来，用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，用电器功率不是额定功率，而是实际功率。④实际功率P=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。读书P56/洗衣机的铭牌的参数：牌上标明最大电流10A，而对应可算出其最大工作功率为2200W；不同工作状态下有不同的额定电流，洗涤时不需要用到10A的电流，所以其洗涤的正常功率小于最大功率。同时，由于机器经常在实际电压低于额定电压，（如夏天用电高峰时的电灯电压只有不到200V，则此时的灯光昏黄，实际功率低于额定功率。2.电热初中我们已经由实验探究过，电流在通过导体时，...