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)

焦耳定律是定量說明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。接下來

是我為大家整理的高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)，盼望大家喜愛！

高中物理焦耳定律教案設(shè)計(jì)一

【課前預(yù)備】

【課型】新授課【課時(shí)】2課時(shí)

【教學(xué)三維目標(biāo)】

（一）學(xué)問與技能

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)分和聯(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

/執(zhí)、、、?

（二）過程與（方法）

通過有關(guān)實(shí)例，讓同學(xué)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

1

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)分

【（教學(xué)方法）】理論、類比、探究、爭論、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)化狀況？

【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，即有多少電能削減，就有多少其他形式的能增加。

【問題】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

【展現(xiàn)】

【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，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=lt。

2

【問題】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的電荷做功。

【過渡】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=lt（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,l=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。

【問題】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kWh

【問題】lkW-h的物理意義是什么?lkW-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=1000Wx3600s=3.6x106J

3

【說明】使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要留意電壓U的單位用V,

電流|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。

【問題】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)車的電動機(jī)所做的功要顯著大于

通過電風(fēng)扇的電動機(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）學(xué)問與技能

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)分和聯(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，培育同學(xué)的分析、推理力

量。

（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)一步把握能量守恒定

律的普遍性。

【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。

4

【教學(xué)難點(diǎn)】

電功率和熱功率的區(qū)分和聯(lián)系。

【教學(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

老師：請同學(xué)們思索下列問題

(1)電場力的功的定義式是什么？

(2)電流的定義式是什么？

同學(xué)：(1)電場力的功的定義式W=qU

(2)電流的定義式1=

老師：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，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？

同學(xué)：在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=lt。

老師：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？

同學(xué)：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt

5

老師：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

老師：電功的定義式用語言如何表述？

同學(xué)：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。

老師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些？

同學(xué)：⑴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kWh

說明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要留意電壓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

Jo

老師：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)車的電動機(jī)所做的功要顯著大

于通過電風(fēng)扇的電動機(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

6

(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,

但做功不肯定多;電流做功慢，但做功不肯定少。

2、焦耳定律

老師：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。

同學(xué)：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)學(xué)問與技能

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)分和聯(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，培育同學(xué)的分析、推理力

7

量。

（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（教育）。

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)分和聯(lián)系。

四、學(xué)情分析

同學(xué)學(xué)好這節(jié)學(xué)問是特別必要的，A.重點(diǎn)：理解電功和電功率

和焦耳定律。B.難點(diǎn)：關(guān)心同學(xué)熟悉電流做功和電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱

量之間的區(qū)分和聯(lián)系是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)，防止同學(xué)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)的試

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、試驗(yàn)法

六、課前預(yù)備

燈泡（36V,18W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、

導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī)

七、課時(shí)支配

八、教學(xué)過程

8

（一）預(yù)習(xí)檢查、（總結(jié)）懷疑

（二）情景引入、展現(xiàn)目標(biāo)

老師：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)化狀況。

同學(xué)：（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；

⑶電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；

⑷電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。

老師：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)于電功和電功率的學(xué)問。

（三）合作探究、精講點(diǎn)播

1、電功和電功率

老師：請同學(xué)們思索下列問題

（1）電場力的功的定義式是什么？

（2）電流的定義式是什么？

同學(xué)：（1）電場力的功的定義式W=qU

（2）電流的定義式1=

老師：投影教材圖2.5；（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(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電

9

荷量q是多少？

同學(xué)：在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=lt。

老師：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？

同學(xué)：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt

老師：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.

⑵定義式：W=UIT

老師：電功的定義式用語言如何表述？

同學(xué)：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。

老師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些？

同學(xué)：⑴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kWh

老師：1kW-h的物理意義是什么？1kW-h等于多少焦？

同學(xué)：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=1000Wx3600s=3.6x106J

10

說明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要留意電壓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

Jo

老師：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)車的電動機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的

電動機(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

⑶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,

但做功不肯定多;電流做功慢，但做功不肯定少。

老師：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？

同學(xué)分組爭論。

師生共同總結(jié)：

(1)利用P=計(jì)算出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

(2)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。

老師：為什么課本沒提這一點(diǎn)呢？

同學(xué)爭論，老師啟發(fā)、引導(dǎo)：

11

這一章我們討論的是恒定電流，用電器的構(gòu)造肯定，通過的電流

為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所