高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)

高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)一【課前準(zhǔn)備】【課型】新授課【課時(shí)】2課時(shí)【教學(xué)三維目標(biāo)】(一)知識與技能理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.2.理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.3.知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系.4.知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱.(二)過程與通過有關(guān)實(shí)例，讓學(xué)生理解電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程.(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)進(jìn)一步體會(huì)能量守恒定律的普遍性【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：電功和電熱的計(jì)算難點(diǎn)：電流做功的表達(dá)式的推導(dǎo)，純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過程中的區(qū)別【】理論、類比、探究、討論、分析【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)引入】【問題】用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，生活中常用的用電器，其能量的轉(zhuǎn)化情況?【回答】電燈把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能;電爐把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。用電器把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，就是電流做功的過程。即電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，在轉(zhuǎn)化過程中，遵循能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加?！締栴}】用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢?5焦耳定律一、電功和電功率【展示】【問題】如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?【回答】在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It?！締栴}】這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程中，【問題】電場力做了多少功?【回答】在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt【問題】電流做功實(shí)質(zhì)上是怎樣的?【回答】電流做功的實(shí)質(zhì)是電路中電場力對定向移動(dòng)的電荷做功?！具^渡】對于一段導(dǎo)體而言，兩端電勢差為U，把電荷q從一端搬至另一端，電場力的功W=qU，在導(dǎo)體中形成電流，且q=It(在時(shí)間間隔t內(nèi)搬運(yùn)的電荷量為q，則通過導(dǎo)體截面電荷量為q，I=q/t)，所以電場力做功W=qU=IUt。在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功?！締栴}】電功的定義式用語言如何表述?定義式?【回答】電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。定義式：W=UIT【問題】電功的單位有哪些?【回答】(1)在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.(2)電功的常用單位有：千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號是kW·h.【問題】1kW·h的物理意義是什么?1kW·h等于多少焦?【回答】1kW·h表示功率為1kW的用電器正常工作1h所消耗的電能。1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J【說明】使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時(shí)間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J?！締栴}】在相同的時(shí)間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。在相同時(shí)間里，電流通過電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，如何描述電流做功的快慢呢?高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)二【教學(xué)目標(biāo)】(一)知識與技能1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。(二)過程與方法通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步掌握能量守恒定律的普遍性?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電功、電功率的概念、公式;焦耳定律、電熱功率的概念、公式?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系?！窘虒W(xué)過程】復(fù)習(xí)串并聯(lián)電路的性質(zhì)。電流表的改裝。(二)進(jìn)行新課1、電功和電功率教師：請同學(xué)們思考下列問題(1)電場力的功的定義式是什么?(2)電流的定義式是什么?學(xué)生：(1)電場力的功的定義式W=qU(2)電流的定義式I=教師：投影教材圖2.5-1(如圖所示)如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?學(xué)生：在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。教師：這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程中，電場力做了多少功?學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。電功：(1)定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.(2)定義式：W=UIT教師：電功的定義式用語言如何表述?學(xué)生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。教師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些?學(xué)生：(1)在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.(2)電功的常用單位有：千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號是kW·h.說明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時(shí)間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。教師：在相同的時(shí)間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時(shí)間里，電流通過電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。(2)定義式：P==IU(3)單位：瓦(W)、千瓦(kW)[說明]電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多;電流做功慢，但做功不一定少。2、焦耳定律教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計(jì)算在時(shí)間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。學(xué)生：求解產(chǎn)生的熱量Q。高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)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電能和熱能轉(zhuǎn)換中的體現(xiàn)，本節(jié)在電學(xué)中是重要的概念之一。二、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。(二)過程與方法通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】電功、電功率的概念、公式;焦耳定律、電熱功率的概念、公式。【教學(xué)難點(diǎn)】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。四、學(xué)情分析學(xué)生學(xué)好這節(jié)知識是非常必要的，A.重點(diǎn)：理解電功和電功率和焦耳定律。B.難點(diǎn)：幫助學(xué)生認(rèn)識電流做功和電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量之間的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)，防止學(xué)生亂套用公式。C.關(guān)鍵：本節(jié)的教學(xué)關(guān)鍵是做好通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在得出了焦耳定律以后介紹焦耳定律公式及其在生活、生產(chǎn)上的應(yīng)用五、教學(xué)方法等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法六、課前準(zhǔn)備燈泡(36V，18W)、電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī)七、課時(shí)安排八、教學(xué)過程(一)預(yù)習(xí)檢查、疑惑(二)情景引入、展示目標(biāo)教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。學(xué)生：(1)電燈把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能;(2)電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;(3)電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能;(4)電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢?本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識。(三)合作探究、精講點(diǎn)播1、電功和電功率教師：請同學(xué)們思考下列問題(1)電場力的功的定義式是什么?(2)電流的定義式是什么?學(xué)生：(1)電場力的功的定義式W=qU(2)電流的定義式I=教師：投影教材圖2.5-1(如圖所示)如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?學(xué)生：在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。教師：這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程中，電場力做了多少功?學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。電功：(1)定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.(2)定義式：W=UIT教師：電功的定義式用語言如何表述?學(xué)生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。教師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些?學(xué)生：(1)在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.(2)電功的常用單位有：千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號是kW·h.教師：1kW·h的物理意義是什么?1kW·h等于多少焦?學(xué)生：1kW·h表示功率為1kW的用電器正常工作1h所消耗的電能。1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J說明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時(shí)間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。教師：在相同的時(shí)間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時(shí)間里，電流通過電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。(2)定義式：P==IU(3)單位：瓦(W)、千瓦(kW)[說明]電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多;電流做功慢，但做功不一定少。教師：在力學(xué)中我們講功率時(shí)有平均功率和瞬時(shí)功率之分，電功率有無平均功率和瞬時(shí)功率之分呢?學(xué)生分組討論。師生共同總結(jié)：利用P=計(jì)算出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。利用P=IU計(jì)算時(shí)，若U是某一時(shí)刻的電壓，I是這一時(shí)刻的電流，則P=IU就是該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。教師：為什么課本沒提這一點(diǎn)呢?學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)：這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時(shí)間變化，也就是說瞬時(shí)功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時(shí)功率了。[說明]利用電功率的公式P=IU計(jì)算時(shí)，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。2、焦耳定律教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)