焦耳定律說課精品課件

1、焦耳定律說課第1頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四 一、教材分析 1.教材的地位、作用和特點(diǎn) 焦耳定律是高二物理教育科學(xué)出版社新教材選修3-1第二章第六節(jié)的內(nèi)容，是電學(xué)中重要的物理定律，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)中的地位舉足輕重。在初中電學(xué)中，學(xué)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(zhuǎn)化這個(gè)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(dá)式的變形，來說明閉合電路歐姆定律實(shí)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(shí)際，如利用電流熱效應(yīng)制

2、造家用電器，如電烙鐵，電烤箱等。短路時(shí)，電源釋放的能量全部在內(nèi)電路中轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，可能造成電源損壞甚至引起火災(zāi)，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(yīng)用于生活”的本質(zhì)。第2頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四 2.課時(shí)安排 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)用兩課時(shí) 3. 教學(xué)目標(biāo) （1） 知識與技能 （2） 過程與方法 （3） 情感態(tài)度價(jià)值觀第3頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四第一課時(shí)： 讓學(xué)生理解電功，電功率，熱功，熱功率的概念能通過公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。第二課時(shí)： 讓學(xué)生通過自主討論“電路中能量的轉(zhuǎn)化”，從能量轉(zhuǎn)化和能量守恒的角度來理解閉

3、合電路歐姆定律。 第4頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四知識與技能1.理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實(shí)際功率和額定功率。2.知道電功和電熱的關(guān)系。理解公式的適應(yīng)條件。3.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。4.能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡單的含電動機(jī)的非純電阻電路問題。 第5頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四過程與方法1.通過對電動機(jī)電路的研究，提高學(xué)生探究分析能力。2.在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生分析辨別、歸納總結(jié)的科學(xué)分析能力。 第6頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四 情感態(tài)度價(jià)值觀： 通過

4、本節(jié)課教學(xué)，讓學(xué)生進(jìn)一步體會能量守恒定律的普遍性。培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力和熱愛科學(xué)，探究真理的科學(xué)素養(yǎng)。第7頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四重點(diǎn)：電流做功的表達(dá)式的推導(dǎo)，區(qū)別并掌握電功和熱功，電功率和熱功率的概念和計(jì)算。難點(diǎn)：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(zhuǎn)化的問題。第8頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四二、學(xué)情分析 高二學(xué)生思維方式應(yīng)逐步由形象思維向抽象思維過渡，因此在教學(xué)中用一些感性認(rèn)識為依托，加強(qiáng)直觀性和形象性，以便學(xué)生理解。學(xué)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(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)，但高中階段將從電場力做功

5、及能量轉(zhuǎn)化和守恒等角度來研究焦耳定律，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更高的要求。本節(jié)課所涉及的能量觀點(diǎn)，是研究電學(xué)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(shí)際中有廣泛而重要的運(yùn)用，不但是學(xué)習(xí)后續(xù)知識的基礎(chǔ)，而且是學(xué)習(xí)電工的基礎(chǔ)。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，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四三 、說教法: （1）自主先學(xué)，聯(lián)系前面的知識，推導(dǎo)電功、電功率的表達(dá)式，培養(yǎng)學(xué)生搜集處理知識的能力。 （2）聯(lián)系實(shí)際，從家用電器的運(yùn)用讓學(xué)生自主分析電能的利用，讓教學(xué)從以前“繁，難”轉(zhuǎn)化為生活中的簡單實(shí)例上來，也讓學(xué)生明白：學(xué)習(xí)物理不僅僅是為了

6、考試，而是生活的實(shí)際應(yīng)用。 （3）互動探究，讓學(xué)生理解純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化的區(qū)別，并能對其進(jìn)行簡單計(jì)算。第10頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四四、 說學(xué)法： 為體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，我將引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)，在討論中突破難點(diǎn)。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(shè)疑，啟發(fā)學(xué)生思考；通過訓(xùn)練內(nèi)化加深理解記憶，并根據(jù)練習(xí)情況及時(shí)評價(jià)鼓勵(lì)學(xué)生，重在讓學(xué)生弄清楚建立物理概念的過程，而不是死記硬背一個(gè)結(jié)論。第11頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四(通過問題，自然過渡到新課)問題一：通過前面的學(xué)習(xí)，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作

7、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(zhuǎn)化為其他形式的能量，請同學(xué)們自己列舉生活中的用電器，說明能量的轉(zhuǎn)化情況。問題三：能量轉(zhuǎn)化的量度是什么？導(dǎo)入新課：那么今天我們就從電場力做功和能量轉(zhuǎn)化的角度來分析、理解電路。問題引導(dǎo)：（推導(dǎo)電流做功表達(dá)式）教學(xué)任務(wù)一:推導(dǎo)電功的表達(dá)式創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課五 、說教學(xué)過程第12頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四結(jié)合此模型，逐層升入，從簡到難提出問題，從而突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)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(guān)系？3.電功的表達(dá)式？4.從推導(dǎo)過程思考

8、電流做功的實(shí)質(zhì)？推理論證，結(jié)論分析1.在第一章，我們學(xué)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(diǎn)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(yùn)動，形成電流I,在時(shí)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(dǎo)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(dǎo)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(shí)質(zhì)就是電場力做的功。觀察思考，理論推導(dǎo)：師生活動：（多媒體打出畫面），一段導(dǎo)線長為L，橫截面積為S，電阻為R,在導(dǎo)體兩端加電壓U,通過導(dǎo)體電流為I第13

9、頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四電功1: 定義 2：表達(dá)式 3：單位 4：物理意義 5：適用條件教學(xué)任務(wù)二：推導(dǎo)電功率的表達(dá)式創(chuàng)設(shè)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(shí)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(shí)越多，做功越（ ），用時(shí)越多，做功越（ ）。說明：電流做功不僅僅有多少，還有（ ）。問題引導(dǎo)，進(jìn)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，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四推理論證，結(jié)論分析可以用單位時(shí)間內(nèi)電流做功，即電功率表示電流做功的快慢。結(jié)論：電功率1：定義 2：

10、表達(dá)式 3：單位 4：物理意義任務(wù)3：讓學(xué)生了解額定功率和實(shí)際功率任務(wù)4：焦耳定律創(chuàng)設(shè)情景，引入新內(nèi)容1.家里所用的大功率用電器長時(shí)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(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，這就是電流的熱效應(yīng)第15頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四問題引入，進(jìn)入新內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體會產(chǎn)生熱量，那么產(chǎn)生的熱量和什么因素有關(guān)？（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，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四1.器材：玩具電機(jī)1臺、干電池2節(jié)、電壓表和電流表各 1 只

11、、導(dǎo)線若干。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫堅(jiān)O(shè)法測出電風(fēng)扇的直流電阻，以及電動機(jī)工作時(shí)總功率(電功率）和輸出的機(jī)械功率。實(shí)驗(yàn)：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 MVA3.實(shí)驗(yàn)步驟：取一個(gè)玩具小電機(jī)，其內(nèi)阻R=1.0，把它接在如圖所示的電路中。第17頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四（1）先夾住電動機(jī)軸，閉合電鍵，電機(jī)不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50 V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率，并加以比較。六、實(shí)驗(yàn)：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(jī)轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0 V（此電壓為小電機(jī)的額定電壓），記下

12、電流表的示數(shù)，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率，并加以比較。MVA第18頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四運(yùn)行情況物理量卡 住 熱功率 I2R（W）電功率UI（W）電 阻 R （ ）電 流 I （A）電 壓 U （V）機(jī)械功率 UI-I2R（W） 轉(zhuǎn) 動30.0830.130300.240.30.192 0.3六、實(shí)驗(yàn)：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(jī)在不同情況下，電功率與熱功率及機(jī)械功率之間關(guān)系，從能量守恒角度加以解釋。4.數(shù)據(jù)處理：第19頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四純電阻電路 非純電阻電路:電能E電能E Q=I2R

13、t E=W=UIt（IR=U）M（IRU）電功：W= UIt電熱：Q=I2Rt電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R運(yùn)轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 第20頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四聯(lián)系生活，應(yīng)用實(shí)際（引出純電阻電路和非純電阻電路）第21頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四電熨斗電熱水器電飯煲這些用電器主要把電能轉(zhuǎn)化成什么能？第22頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四創(chuàng)設(shè)情景（觀察圖片思考家用電器中的能量除了轉(zhuǎn)化

14、成內(nèi)能之外，還可以轉(zhuǎn)化成為什么能？）電風(fēng)扇 電能轉(zhuǎn)化成為動能電動機(jī) 電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能第23頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四 純電阻非純電阻電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的器件電能不僅轉(zhuǎn)化為熱能也轉(zhuǎn)化為其它形式的能量的器件分析歸納 第24頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四 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(qiáng)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(qiáng)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

15、，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和。第25頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四焦耳熱（熱功）：Q=I2R t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，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四觀察思考，討論交流1.根據(jù)電場力做功，引導(dǎo)學(xué)生思考，在電源內(nèi)部和外電路上能量是如何轉(zhuǎn)化？2.觀察圖2-6-2，不同電路中的能量轉(zhuǎn)化，思考：電路的電功率一定等于熱功率嗎？推理論證，得出結(jié)論：1.當(dāng)電源的輸出電能全部轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能時(shí)，P電=P熱。2.當(dāng)電源輸出電能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能和其他形式的能量時(shí)，P電=

16、P熱+P其它3.引出純電阻和非純電阻電路。結(jié)合圖2-6-2第27頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四電源把其它形式的能量轉(zhuǎn)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(shí)，電源釋放的能量全部在內(nèi)電路中轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，這種狀況很危險(xiǎn)，可能會造成電源損壞，甚至引起火災(zāi)。結(jié)論分析：閉合電路歐姆定律實(shí)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(diǎn)1.一電動機(jī)線圈電阻是4.4歐姆，當(dāng)把它接在220V的電壓下，工作電流是1A,求：1.電動機(jī)損耗的電功率？2.電動機(jī)損耗的電功率？3.電動機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率？理論分析，得出結(jié)論：第28頁，共

17、35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四板書設(shè)計(jì)：一、電源內(nèi)部：化學(xué)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，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四第30頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四訓(xùn)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(shí)，消耗的電能為220JB. 1C正電荷通過用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量C. 1A電流通過用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220WD. 1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時(shí)，電場力做功220JD第31頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四2.關(guān)于電功，下列說法中正確的有 ( )A.電功的實(shí)質(zhì)是電場力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度C.電場力做功是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度D.電流通過電動機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等AC第32頁，共35頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)37分，星期四3. 一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡