高中物理-焦耳定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

第五節(jié)焦耳定律一、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)的計算。2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。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)的教育。二、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。三、教學(xué)方法等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法四、教學(xué)過程情景引入，觀看圖片教師：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)們說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。學(xué)生：（1）電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；（2）電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；（3）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。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：（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，形成電流I，在時間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，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算時，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。教師：在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。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（1）實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生觀看視頻，得到Q=I2Rt(2)理論探究：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，試計算在時間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。解：據(jù)歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR在時間t內(nèi)電場力對電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt教師指出：這個關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實(shí)驗(yàn)得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們在初中已經(jīng)學(xué)過了。學(xué)生活動：總結(jié)熱功率的定義、定義式及單位。熱功率：（1）定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。（2）定義式：P熱==I2R（3）單位：瓦（W）學(xué)生通過例題1，研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。師生共同活動：總結(jié)：（1）電功率與熱功率的區(qū)別電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。（2）電功率與熱功率的聯(lián)系若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電若電路中有電動機(jī)或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時電功率大于熱功率，即P電＞P熱。教師指出：上述實(shí)驗(yàn)中，電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電＞P熱。師生共同總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。高二學(xué)生已經(jīng)具備較好的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析問題能力、歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。為了讓學(xué)生加深對本節(jié)內(nèi)容的理解，在教學(xué)中我采用講述、推理、探究，討論等方法進(jìn)行教學(xué)．最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動。充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)原則。為體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，我引導(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；通過練習(xí)強(qiáng)化有意注意，根據(jù)練習(xí)情況及時評價鼓勵學(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結(jié)論。本節(jié)課學(xué)生完成對物理概念和物理規(guī)律由現(xiàn)象到本質(zhì)的理解過程，突破本節(jié)的重點(diǎn)難點(diǎn)，達(dá)成知識與技能目標(biāo)；同時，使學(xué)生掌握研究問題的方法，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，完成過程方法目標(biāo)和情感目標(biāo)。本節(jié)課教學(xué)開始借助圖片，提出問題，自然引入新課，然后讓學(xué)生對熟悉的家用電器進(jìn)行簡單分類，從而知道什么是電流的熱效應(yīng)。再根據(jù)學(xué)生熟悉的電爐子，讓學(xué)生猜想電熱和哪些因素有關(guān)，進(jìn)而學(xué)習(xí)焦耳定律，由于此實(shí)驗(yàn)難于成功，所以采用多媒體課件播放視頻，然后引導(dǎo)學(xué)生分析討論，從而得出結(jié)論。為了讓學(xué)生明確科學(xué)研究的方法是多種多樣的，再根據(jù)電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能這一條件來推導(dǎo)焦耳定律。在學(xué)生明確公式之后配有例題，引導(dǎo)學(xué)生分析解題，進(jìn)一步理解焦耳定律。任何事物都是一分為二的，電熱既有有利的一面要加以利用，不利的一面要加以防止。這部分內(nèi)容易學(xué)，主要是進(jìn)行德育滲透。由于設(shè)計合理精心，既考慮教學(xué)內(nèi)容，有分析學(xué)生實(shí)際，所以本節(jié)課教學(xué)效果很好，學(xué)生十分樂學(xué)。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。學(xué)生學(xué)好這節(jié)知識是非常必要的，本節(jié)重點(diǎn)是理解電功和電功率和焦耳定律。本節(jié).難點(diǎn)是幫助學(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。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)用焦耳定律練習(xí)題一、選擇題1.用電器兩端電壓220V，這意味著()A.1A電流通過用電器時，消耗的電能為220JB.1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量C.1A電流通過用電器時，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，電場力做功220J2.一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有()A.燈泡的實(shí)際功率為50WB.燈泡的實(shí)際功率為25WC.通過燈泡的電流為額定電流的D.通過燈泡的電流為額定電流的3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是()A．L1B．L2C．L3D．L44.輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為( )A.PB. C. D.5.一個直流電動機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時，下述說法中錯誤的是（）A．電動機(jī)的輸出功率為U2／RB．電動機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC．電動機(jī)的輸出功率為IU-I2RD．電動機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R6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C.電場力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度D.電流通過電動機(jī)時的電功率和熱功率相等7.兩個電阻,R1=8Ω,R=2Ω,并聯(lián)在電路中．欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是（）A．用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B．用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)C．用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D．用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)8.理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動機(jī)和電熱絲，電動機(jī)帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動機(jī)線圈電阻為R1，它與電熱絲電阻值R2串聯(lián)后接到直流電源上，吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為I消耗的功率為P，則有 （）A．B．C．D．二、非選擇題9.一臺直流電動機(jī)線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動機(jī)正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機(jī)消耗的功率及輸出的機(jī)械功率。

10.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時會自動斷開；S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時會自動閉合，溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計。（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。11.有一個直流電動機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機(jī)正常工作時的輸出功率；（2）如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）焦耳定律是初中物理學(xué)習(xí)的重要定律之一，是能量守恒定律在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)，教材在電功、電功率之后安排焦耳定律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。本節(jié)由電流的熱效應(yīng)、焦耳定律、電熱的利用與防止三部分組成，研究電阻、電流、通電時間的定性關(guān)系，焦耳定律的理解與應(yīng)用既是教學(xué)的重點(diǎn)也是教學(xué)的難點(diǎn)。教學(xué)中做好實(shí)驗(yàn)及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是關(guān)鍵。本節(jié)課教學(xué)開始借助圖片，提出問題，自然引入新課，然后讓學(xué)生對熟悉的家用電器進(jìn)行簡單分類，從而知道什么是電流的熱效應(yīng)。再根據(jù)學(xué)生熟悉的電爐子，讓學(xué)生猜想電熱和哪些因素有關(guān)，進(jìn)而學(xué)習(xí)焦耳定律，由于此實(shí)驗(yàn)難于成功，所以采用多媒體課件播放視頻，然后引導(dǎo)學(xué)生分析討論，從而得出結(jié)論。由于設(shè)計合理精心，既考慮教學(xué)內(nèi)容，有分析學(xué)生實(shí)際，所以本節(jié)課教學(xué)效果很好。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)中的地位舉足輕重。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