選修3-1第二章恒定電流§2.5焦耳定律一、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換中的體現，本節在電學中是重要的概念之一。二、教學目標（一）知識與技能1、理解電功的概念和公式，理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。2、理解焦耳定律的內容和公式，理解熱功率的概念和公式，能進行有關計算。3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。（二）過程與方法通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養學生的分析、推理能力。（三）情感、態度與價值觀會解釋生活中一些熱現象，通過學習電熱的利用與防止，學會辯證地看待問題。三、教學重點難點【教學重點】電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。【教學難點】純電阻電路和非純電阻電路電功、電功率、電熱和熱功率的計算。四、學情分析學生學好這節知識是非常必要的。（1）重點：理解電功和電功率和焦耳定律。（2）難點：幫助學生認識電流做功和電流通過導體產生熱量之間的區別和聯系是本節的教學難點，防止學生亂套用公式。（3）關鍵：本節的教學關鍵是做好通電導體放出的熱量與哪些因素有關的實驗。在得出了焦耳定律以后介紹焦耳定律公式及其在生活、生產上的應用。教學過程（引入：同學們肯定有這樣的體驗：放假回家玩了一會兒手機，發現手機熱乎乎的。大家猜想：這些熱量是怎么產生的？我們是否可以定量計算出這些熱量？學習了本節課的內容，這些問題就可以解決了。通過檢查大家的學案，發現存在如下兩大問題：1、對電功、熱量計算公式不明確。2、對純電阻電路和非純電阻電路電功、電熱、電功率、熱功率計算不明確。）故制定如下學習目標；大家在討論的時候注意兩個問題聚焦。（8分鐘討論時間））檢查學生學案預習情況，并且聚焦問題點。出示并解讀學習目標。任務分配目標一：電功和電功率1、電功————————————————第1小組2、電功率——————————————第3小組導練1：———————————————第5小組目標二：熱功和熱功率3、焦耳定律————————————第7小組4、熱功率——————————————第9小組導練2：———————————————第2小組目標三：純電阻電路和非純電阻電路————第4小組導練3：———————————————第6小組課堂小結————————————————第8小組各小組合作討論學生交流展示目標一：電功和電功率電功：定義：在一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，簡稱為電功．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．表達式：W=UIt單位：在國際單位制中電功的單位是焦（J），常用單位有千瓦時（kW·h）1kW·h＝3.6×106J實質：電場力在這段電路上對電荷做的功適用范圍：所有電路意義：電流做功的過程是電能轉化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉化為其他形式的能．即電功是電能轉化為其他形式的能的量度．（過渡：在相同的時間里，電流通過不同的用電器所做的功一般不同。比如：在相同時間里，電流通過中央大空調電流所做的功明顯大于通過一個小電風扇做的功。可見，電流做功不僅有多少，還有快慢。為了描述電流做功的快慢，引入了電功率的概念。接下來我們一起學習電功率。）2、電功率（1）定義:單位時間內電流所做的功叫做電功率。一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積．（2）表達式：P=W/t=UI（3）單位：在國際單位制中是瓦（W），常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW（4）物理意義：電功率表示電流做功的快慢．（5）適用范圍：所有電路（6）額定功率和實際功率：用電器銘牌上所標稱的功率是額定功率，用電器在實際電壓下工作的功率是實際功率．用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率．（燈泡的亮度取決于實際功率）（過渡：以上是關于電功和電功率的概念及其公式的學習，接下來，我們看一個例題，應用一下以上知識）導練1、一根電阻絲在通過2C的電量時，消耗電能是8J。若在相同時間內通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內消耗的電能E分別為（BD）U＝4V

B．U=8VC．E＝16J

D．E=32J（過渡：電流做功都會伴隨著用電器溫度升高，即產生了熱量。這些熱量如何定量計算呢？接下來我們一起學習焦耳定律）目標二：熱功和熱功率1、焦耳定律（1）內容:電流通過導體時產生的熱量Q等于電流I的二次方、導體的電阻R和通電時間t三者的乘積．（2）表達式：Q=I2Rt（3）單位：焦耳“J”（4）適用范圍：所有電路（5）實質：電流的熱效應電流通過導體的時候，做定向移動的自由電子要頻繁地跟金屬正離子碰撞，由于這種碰撞，電子在靜電力的加速作用下獲得的動能，不斷傳遞給金屬正離子，使金屬正離子的熱運動加劇，于是通電導體的內能增加，溫度升高，即產生了電熱。（過渡：不同的用電器在相同時間里產生的熱量一般不同。為了描述電能轉化為內能的快慢，引入了熱功率，接下來我們一起學習熱功率）2、熱功率（1）定義:單位時間內的發熱量。（2）表達式：P=Q/t=I2R（3）單位：在國際單位制中是瓦（W），常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW（4）適用范圍：任何電路（5）物理意義：反映電能轉化為內能的快慢（過渡：以上是關于焦耳定律和熱功率的學習，接下來我們一起看一個例題。）導練2：用6600v和220v兩種不同的電壓輸電，如果輸送的電功率相同，而且輸電線的電阻相同，則用高壓輸電和低壓輸電時，輸電線上損失的電功率之比為（B）A、1：900B、900:1C、1:30D、30:1（過渡：純電阻電路是電能轉化為內能，非純電阻電路是電能轉化為內能和其他形式的能。關于純電阻電路和非純電阻電路在計算電功、電功率、熱功和熱功率有什么區別和聯系呢？有請下一組）目標三：純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路非純電阻電路元件特點電路中只有電阻元件，如電阻、電爐絲、白熾燈電路中除電阻外，還包括能把電能轉化為其他形式能的用電器，如電動機、電解槽歐姆定律是否適用適用，I＝eq\f(U,R)不適用，I＜eq\f(U,R)能量轉化電能全部轉化為內能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t電能轉化為內能和其他形式的能量：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特點電功率等于熱功率：P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)電功率等于熱功率與其他功率之和：P電＝UIP熱＝I2RP電＝P熱＋P其他重點：含電動機的電路分析1、電動機的特性：電動機是一種非純電阻用電器，它把電能轉化為機械能和內能，在電路計算中，歐姆定律不再適用。電動機的三個功率：輸入功率：電動機的總功率P總=UI熱功率：電動機線圈的電阻為r（內阻），電流通過線圈時要發熱，熱功率P熱=I2R輸出功率：電動機做有用功的功率P出=P總-P熱=UI-I2R3、電動機的效率：η＝eq\f(P出,P入)×100%4、電路分析：（1）當電動機正常工作時，電能轉化為機械能和內能，此時電路為非純電阻電路。要區分電動機的總功率、輸出功率和熱功率，可以從能量守恒的角度入手，將電動機等效為一個阻值為r和一個無電阻的轉動線圈D串聯而成，電阻將電能轉化為內能，而線圈將電能轉化為機械能。（2）當電動機因故障或其他原因不轉動時，電能全部轉化為內能，此時電動機相當于純電阻電路，阻值大小等于其內阻。注意：當電動機不轉動時，線圈上的熱功率很大，電動機很容易被燒壞，必須立刻切斷電源。導練3：一直流電動機線圈內阻一定，用手握住轉軸使其不能轉動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少?電動機的機械功率是多少?解析：電動機不轉時，其消耗的電能全部轉化為內能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內阻：R=U/I得R=1Ω電動機轉動時，消耗的電能轉化為內能和機械能，其輸入的電功率為P入=U1I1得P入=1.6wP熱=I2R得P熱=0.64w電動機的輸出功率P出=P入-P熱得P出=0.96w六、板書設計§2.5焦耳定律一、電功和電功率1、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（3）單位：焦（J）（4）適用范圍：所有電路2、電功率：（1）定義:一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積．（2）表達式：P=W/t=UI（3）單位：瓦（W）（4）適用范圍：所有電路（5）物理意義：電功率表示電流做功的快慢．二、熱功和熱功率1、焦耳定律（1）內容:電流通過導體時產生的熱量Q等于電流I的二次方、導體的電阻R和通電時間t三者的乘積．（2）表達式：Q=I2Rt（3）單位：焦耳“J”（4）適用范圍：所有電路（5）實質：電流的熱效應2、熱功率（1）定義:電流通過導體時產生的熱量Q等于電流I的二次方、