【导与练】2017年高中物理第2章恒定电流第5节焦耳定律要点.ppt

* 第5节　焦耳定律 (教师参考) 一、教学目标 知识与技能 1.理解电功、电功率的概念,知道公式的物理意义.了解实际功率和额定功率 3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能的转化关系 4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题 过程与方法 通过有关实例,让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程 情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性 二、教学重点难点 教学重点 区别并掌握电功和电热的计算 教学难点 学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难 三、重难点突破方略 电功概念引入的突破方略 教师:请同学们思考下列问题 (1)静电力的功的定义式是什么? (2)电流的定义式是什么? 学生:(1)静电力的功的定义式W=qU; 【情境展示】 如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在静电力的作用下发生 定向移动,形成电流I. 【问题1】 在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生:q=It. 【问题2】 这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端.在这个过程中静电力做了多少功? 学生:静电力做的功W=qU=IUt 【问题3】 电流做功实质上什么力做功? 学生:电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功. 【教师讲授】 在这段电路中静电力所做的功W=qU=IUt,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功. 自主学习 课堂探究 达标测评 自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考) 情境链接一 焦耳最初的研究方向是电磁机,他从实验中发现电流可以做功,这激发了他进行深入研究的兴趣.1840年,焦耳把环形线圈放入装水的试管内,测量不同电流和电阻时的水温,通过这一实验,他发现:导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流的二次方之积成正比,这就是焦耳定律.1843年,焦耳想到了机械功与热的联系,测出了热功当量.后人为了纪念焦耳,把功和能的单位命名为焦耳.电流做功时,消耗的是电能,究竟电能转化为哪种形式的能量呢? 信息 电路中元件的类型不一样,电能转化为哪种形式能量的种类也不一样.焦耳研究电流做功将电能转化内能的情形,焦耳定律只适用于电流产生内能的情况. 情境链接二 在日常生活中,经常会用到家用小电器,例如电吹风、电熨斗等,它们都会分为几挡,比如电吹风可以吹暖风和热风.使用中会遇到一些问题,例如电风扇工作时,电风扇的扇叶被卡住了,会造成什么后果?电能是通过电流做功转化为其他形式的能,电流做功的实质是什么? 信息 电风扇扇叶被卡住后,电流做功把电能全部转化为内能,由于电风扇内阻很小,则电流很大,会烧坏电机.电路中电流做功实质是导体内的电子在电场中通过静电力做功,把电势能转化为其他形式的能. 教材梳理 一、电功和电功率 　　阅读教材第53页“电功和电功率”部分,了解电功公式的推导过程,知道什么是电功、电功率. 自由电荷 电流 IUt IU 焦耳 J 瓦特 瓦 W 电能 做功 想一想 电功的公式W=IUt,电功率的公式P=IU适用于非纯电阻电路吗? 答案:适用. 二、焦耳定律和热功率 　　阅读教材第53～54页“焦耳定律”部分,知道焦耳定律的内容及公式. 1.焦耳定律 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比,跟导体的 .及 成正比. (2)表达式:Q=I2Rt. 2.热功率 (1)意义:表示电流发热 的物理量. (2)定义:单位时间内的 . 二次方 电阻 通电时间 快慢 发热量 想一想 电风扇工作时消耗的电能可以用W=I2Rt来计算吗?电风扇工作时,消耗的电能转化成什么形式的能量? 答案:不能用W=I2Rt来计算电风扇工作时消耗的电能;电风扇工作时消耗的电能转化为内能和机械能. 自主检测 1.关于电功率的下列说法中,正确的是(　 　) A.用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B.用电器的实际功率取决于用电器的额定功率 C.白炽灯正常工作时,实际功率等于额定功率 D.电功率越小,则电流做功越少 C 解析:用电器的额定功率是它正常工作时的功率,其值是由用电器本身的结构决定的,与实际电流和电压无关,故选项A错误,C正确;用电器的实际功率,是由加在它两端的电压和通过的电流决定的,故选项B错误;电流做功的多少不仅与功率的大小有关,还与时间有关,故选项D错误. C 3.关于电功和电热,下面说法正确的是(　 　) A.任何电路中的电功W=IUt,电热Q=I2Rt且W=Q B.任何电路中的电功W=IUt,电热Q=I2Rt,但W有时不等于Q C.电功W=IUt在任何电