课题：焦耳定律.doc

课题： 焦耳定律
教学目标：
（一）知识与技能：
通过演示和讲解使学生掌握焦耳定律的内容及公式，并能熟练运用解决相关的问题；
（二）过程与方法：
1、使学生明确电流做功的实质就是导体中的电场对自由电荷的静电力所做的功，并利用静电力做功的公式推导出电功的公式；
2、通过能量的转化与守恒，使学生知道电功和电热的关系，并明确在有非纯电阻元件的电路中，电功大于电热的道理；
（三）情感态度、价值观：
知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活与生产中的应用。
教学重点：掌握电功和电热的计算
教学难点：区别纯电阻与非纯电阻电路中电功与电热的计算
教学重难点突破：
教学方法：相互讨论、研究
教学过程：
[自学导案]
一、自主学习：认真阅读课本P53-54，思考并回答下列问题。
（一）电功
1、功是能量转化的量度，电能转化为 能的过程就是 的过程，电流做功，实质上是导体中的 对 的静电力在做功。自由电荷在静电力作用下沿 的方向做 ，电荷的电势能 ，其他形式的能 。
2、公式:
3、单位: ，常用的单位还有：千瓦时（kW.h） 1kW.h= J
（二）电功率
1、定义: ____________________________ __ 。
2、公式:
3、单位: １kＷ= Ｗ
4、用电器的额定功率和实际功率
用电器的额定功率是用电器长期正常工作时的 功率，也就是用电器加上额定电压时（或通以额定电流）时消耗的电功率。用电器的实际功率是用电器的实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能 其额定功率。
（三）焦耳定律
1、内容: ______________________________________
2、公式:
3、热功率: 。公式： 。
[问题讨论]
1、试讨论电功与电热的关系？
2、试讨论串联电路与并联电路的功率与电阻的关系？
[我的疑惑]
一、复习引入：
电功即电流在一段电路上做的功W=UIt。接着向学生指出电流通过导体时，导体总是要发热的，这是电流的热效应。
提问：电流通过导体时产生的热量的多少与什么因素有关呢？我们这节课就来研究这个问题。
二、新课讲授：
(一)焦耳定律：
1、内容：英国物理学家焦耳（1818～1889）经过长期的实验研究后指出：
电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比——焦耳定律。
Q=I2Rt………………………………………（1）式
说明：1、 (1)式表明电流通过导体时要发热，焦耳定律就是研究电流热效应的定量规律。
2、(1)式中各量的单位.
2、电功和电热的关系:
设问: 电流通过电路时要做功，同时，一般电路都是有电阻的，因此电流通过电路时也要产生热量。那么，电流做的功跟它产生的热量之间，又有什么关系呢?
（1）纯电阻电路.

如图所示，电阻R，电路两端电压U，通过的电流强度I.
电功即电流所做的功: W=UIt.
电热即电流通过电阻所产生的热量: Q=I2Rt
由部分电路欧姆定律: U=IR
W=UIt=I2Rt=Q
说明: 在纯电阻电路中，电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能。
电功表达式: W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
电功率的表达式: P=UI=I2R=U2/R
（2）非纯电阻电路.

如图所示，电灯L和电动机M的串联电路中，电能各转化成什么能?
电流通过电灯L时，电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时，电能转化为机械能和内能。
电流通过电动机M时，
电功即电流所做的功(电动机消耗的电能): W=UIt
电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量: Q=I2Rt
W(=UIt)=机械能+Q(=I2Rt)
说明: 在包含有电动机，电解槽等非纯电阻的电路中，电功仍等于UIt，
电热仍等于I2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了. UIt＞I2Rt
电功表达式: W=UIt≠Q=I2Rt
电功率表达式: P=UI≠I2R
发热功率表达式: P=I2R≠UI
例题分析:
例1：一台电动机，额定电压是110伏，电阻是0.40欧，正常工作时通过电流为50安.求每秒钟电流所做的功.每秒钟产生的热量.
例2：维修电炉时，将电阻丝的长度缩短十分之一，则修理后的电炉的功率和维修前的功率之比是（ B ）
A．9：10 B。10：9 C。10：11 D。11：10
例3：如果不考虑温度对电阻的影响，一个“220V，40W”的白炽泡（ B D ）
A、 接在110V的线路上它的功率为20W B、接在110V的线路上它的功率为10W
C、 接在55V的线路上它的功率为10W D、接在55V的线路上它的功率为2.5W
例4:有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A，求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
（ 1.5W 8W ）
例5:一台小型电动机，电枢电阻为20欧，接在电压为120V的电源上，求:当输入电动机的电强度为多大时 ，电动机可得到最大的输出功率?最大输出功率为多少?
解:电动机为非纯电阻电路故:
IU=I2R+P出
P出=-I2R+IU
当 I=－U/2(－R)＝3(A)时 电动机有最大的输出功率
电动机有最大的输出功率 P出＝-32×20﹢3×120＝180(W)
课堂小结：本节课根据功和能的关系，从电能的转化引入电功的概念，并根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式，有利于学生理解和掌握。
课后作业：相应学案
板书设计：
焦耳定律
(一)焦耳定律：
1、内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比——焦耳定律。
公式：Q=I2Rt
2、电功和电热的关系:
（1）纯电阻电路：电功等于电热。
电功表达式: W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
电功率的表达式: P=UI=I2R=U2/R
（2）非纯电阻电路：电功大于电热。
电功表达式: W=UIt≠Q=I2Rt
电功率表达式: P=UI≠I2R
发热功率表达式: P=I2R≠UI

教学反思：

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