第一篇：【物理】2.5《焦耳定律》示范教案(新人教版選修3-1)09

定義：電路中電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，通常也說成是電流的功。用W表示。

實質(zhì)：是能量守恒定律在電路中的體現(xiàn)。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，能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加?！咀⒁狻抗κ悄芰哭D(zhuǎn)化的量度，電流做了多少功，就有多少電能減少而轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即電功等于電路中電能的減少，這是電路中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)鍵。

在 電流在通過導體時，導體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應，描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。

學生一般認為，W=IUt，又由歐姆定律，U=IR，所以得出W=IRt，電流做這么多功，放出熱量Q=W=IRt。這里有一個錯誤，可讓學生思考并找出來。

錯在Q=W，何以見得電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量？有無可能同時轉(zhuǎn)化為其他形式能？ 英國物理學家焦耳，經(jīng)過長期實驗研究后提出焦耳定律。2．焦耳定律——電流熱效應（1）焦耳定律

內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流強度的平方、導體電阻和通電時間成正比。表達式： Q=IRt ③

【說明】：對純電阻電路（只含白熾燈、電爐等電熱器的電路）中電流做功完全用于產(chǎn)生熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故電功W等于電熱Q；這時W= Q=UIt=IRt（2）熱功率：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量。即P=Q/t=IR ④

【注意】②和④都是電流的功率的表達式，但物理意義不同。②對所有的電路都適用，而④式只適用于純電阻電路，對非純電阻電路（含有電動機、電解槽的電路）不適用。

關(guān)于非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能、化學能等。這時W 》Q。即W=Q+E其它

或P =P 熱+ P其它、UI = IR + P其它

引導學生分析P56例題（從能量轉(zhuǎn)化和守恒入手）如圖 再增補兩個問題（1）電動機的效率。（2）若由于某種原因電動機被卡住，這時電動機消耗的功率為多少？

最后通過“思考與討論”以加深認識。注意，在非純電阻電路中，歐姆定律已不適用。

（三）小結(jié)：對本節(jié)內(nèi)容做簡要小結(jié)。并比較UIt和IRt的區(qū)別和聯(lián)系，從能的轉(zhuǎn)化與守恒的角度解釋純電阻電路和非純電阻電路中電功和電熱的關(guān)系。在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，故電功W等于電熱Q；在非純電阻電路中，電能的一部分轉(zhuǎn)化為電熱，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如機械能、化學能)，故電功W大于電熱Q。

（四）鞏固新課：

1、復習課本內(nèi)容

2、完成P57問題與練習：作業(yè)2、4，練習1、3、5。建議在對1的證明后，把相應的22222

22結(jié)論歸入串、并聯(lián)電路的規(guī)律中。

補充練習：某一用直流電動機提升重物的裝置如圖所示，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓U=110V，不計各處摩擦，當電動機以v=0.90m／s的恒定速度向上提升重物時，電路中電流強度I=5A，求電動機線圈電阻R（g=10m／s）。（4Ω）2

第二篇：2015高中物理 2.5焦耳定律教案 新人教版選修3-1

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(zhuǎn)換中的體現(xiàn)，本節(jié)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，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，能進行有關(guān)的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關(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

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、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，進一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。

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】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。

四、學情分析

學生學好這節(jié)知識是非常必要的，A.重點：理解電功和電功率和焦耳定律。B.難點：幫助學生認識電流做功和電流通過導體產(chǎn)生熱量之間的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)的教學難點，防止學生亂套用公式。C.關(guān)鍵：本節(jié)的教學關(guān)鍵是做好通電導體放出的熱量與哪些因素有關(guān)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(chǎn)上的應用

五、教學方法

等效法、類比法、比較法、實驗法

六、課前準備

燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導線若干、投影儀、投影片、玩具小電機

七、課時安排

八、教學過程

（一）預習檢查、總結(jié)疑惑

（二）情景引入、展示目標

234

2（四）反思總結(jié)、當堂檢測

（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)

課后作業(yè)：P57 問題與練習2、3、4、5

九、板書設(shè)計

1、電功和電功率

（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

2、焦耳定律

（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=

Q

2=IR t（3）單位：瓦（W）

十、教學反思

教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

（四）實例探究 ☆求兩點間的電勢差

【例1】不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是 A.接在110 V的電路上時的功率為20 W B.接在110 V的電路上時的功率為10 W C.接在440 V的電路上時的功率為160W D.接在220 V的電路上時的功率為40 W 解析：正確選項為BD。

2202（法一）由P額?得燈泡的電阻R?Ω＝1210Ω

RR2U額U21102?∴電壓為110V時，P? W=10 W R1210電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.U22（法二）由P??？芍猂一定時，P∝U，R∴當U=110V=U額時，P=P額/4=10 W 說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額·I額可知，12P、U、I有同時達到、同時超過、同時不滿足的特點。

【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時，電流為0.8 A，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? 【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.6×１０ kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3×10kW，平均年發(fā)電量為1.7×10 kW·h，其規(guī)模居世界第二位。（1）試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負荷工作幾

小時?（2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6 m，計算每次漲潮時流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%）

解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×10kW，年發(fā)電量為1.0×１０kW·h，由公式W=Pt可算出每天滿負荷工作的時間為

7TW1070?104?3.6?1064t????3.52?10 s=9.8 h 6365365P365?3?10（2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為

第三篇：2015年高中物理 2.5 焦耳定律教案 新人教版選修3-1

第五節(jié) 焦耳定律

教學目標

（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，能進行有關(guān)的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關(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

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、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，進一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。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：電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。教學方法：等效法、類比法、比較法、實驗法

教學用具：燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導線若干、投影儀、投影片、玩具小電機 教學過程：

（一）引入新課

教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請同學們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。

學生：（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；（3）電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能；（4）電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學能。

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)課我們學習關(guān)于電功和電功率的知識。

（二）進行新課

1、電功和電功率

教師：請同學們思考下列問題（1）電場力的功的定義式是什么?（2）電流的定義式是什么? 學生：（1）電場力的功的定義式W=qU

（2）電流的定義式I=

q t教師：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：請同學們說出電功的單位有哪些？

學生：（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：1 kW·h的物理意義是什么？1 kW·h等于多少焦？

學生：1 kW·h表示功率為1 kW的用電器正常工作1 h所消耗的電能。kW·h=1000 W×3600 s=3.6×10 J 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。例如，在相同時間里，電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風扇的電動機所做的功。電流做功不

6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=W=IU t（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。

教師：在力學中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分，電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢？

學生分組討論。師生共同總結(jié)：（1）利用P=W計算出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。t（2）利用P=IU計算時，若U是某一時刻的電壓，I是這一時刻的電流，則P=IU就是該時刻的瞬時功率。

教師：為什么課本沒提這一點呢？ 學生討論，教師啟發(fā)、引導：

這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時間變化，也就是說瞬時功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時功率了。

［說明］利用電功率的公式P=IU計算時，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。

2、焦耳定律

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=IRt 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。

2產(chǎn)生的熱量為

Q=I2Rt

教師指出：這個關(guān)系最初是物理學家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學們在初中已經(jīng)學過了。

學生活動：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=

Q

2=IR t（3）單位：瓦（W）

［演示實驗］研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。（投影）實驗電路圖和實驗內(nèi)容：

取一個玩具小電機，其內(nèi)阻R=1.0 Ω，把它接在如圖所示的電路中。

（1）先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50 V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。

（2）再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0 V（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。

［實驗結(jié)果］

（1）電機不轉(zhuǎn)時，U=0.50 V，I=0.50 A，P電=UI=0.50×0.50 W=0.25 W P熱=I2R=0.502×1.0 W=0.25 W

P電=P熱

（2）電機轉(zhuǎn)動時，U=2.0 V，I=0.40 A，P電=UI=2.0×0.40 W=0.80 W P熱=I2R=0.402×1.0 W=0.16 W

P電＞P熱

學生：分組討論上述實驗結(jié)果，總結(jié)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I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 教師指出：上述實驗中，電機不轉(zhuǎn)時，小電機就相當于純電阻。

若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學能，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：上述實驗中，電機轉(zhuǎn)動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電＞P熱。

（投影）教材56頁

2教師引導學生完成對例題的分析、求解。

（三）課堂總結(jié)、點評 教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

（四）實例探究 求兩點間的電勢差

【例1】不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是 A.接在110 V的電路上時的功率為20 W B.接在110 V的電路上時的功率為10 W C.接在440 V的電路上時的功率為160W D.接在220 V的電路上時的功率為40 W 解析：正確選項為BD。

2202（法一）由P額?得燈泡的電阻R?Ω＝1210Ω

RRU21102?∴電壓為110V時，P? W=10 W R1210電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.2U額U22（法二）由P??？芍猂一定時，P∝U，R∴當U=110V=U額時，P=P額/4=10 W 說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額·I額可知，12P、U、I有同時達到、同時超過、同時不滿足的特點。

【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時，電流為0.8 A，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(zhuǎn)動時，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻：r?U0.3???1? I0.3電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，其輸入的電功率為

P入=I1U1＝0.8×2W＝1.6 W 電動機的機械功率

P機=P入-I12r=1.6-0.82×1 W=0.96W 說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動機消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機械能；④對電動機來說，輸入的功率P入=IU；發(fā)熱的功率P熱=IR；輸出的功率，即機械功率P機=P入-P熱=UI-IR。

【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.6×１０ kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3×10kW，平均年發(fā)電量為1.7×10 kW·h，其規(guī)模居世界第二位。

（1）試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負荷工作幾小時?（2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6 m，計算每次漲潮時流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%）

解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×10kW，年發(fā)電量為1.07×１０kW·h，由公式W=Pt可算出每天滿負荷工作的時間為

22TW1070?104?3.6?106t????3.52?104 s=9.8 h 6365365P365?3?10（2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為

1070?104?3.6?106E??2.64?1010J 365?4因為mgh???E,m???V 所以每次漲潮的平均流量為

E2.64?1010

53m/次 V???8.7?10?gh??1.03?103?9.8?6?0.5說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能。【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，電壓表的讀數(shù)為110 V，求

（1）通過電動機的電流是多少？（2）輸入到電動機的電功率是多少？（3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？（4）電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？ 解析：

（1）設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則

U1=110 V，U2=U-U1=（160-110）V=50 V 通過電動機的電流為I，則I=

U250= A=5 A R10（2）輸入到電功機的電功率P電，P電=U1I=110×5 W=550 W（3）在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=Ir=5×0.6 W=15 W（4）電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=Irt=5×0.6×3600 J=54000 J 說明：電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以計算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內(nèi)阻。

通過計算發(fā)現(xiàn)，電動機消耗的電功率遠大于電動機的熱功率。作業(yè)：書面完成P57“問題與練習”第4、5題；思考并回答其他小題。

第四篇：高二物理焦耳定律教案

2.5焦耳定律

【教學目標】

（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，能進行有關(guān)的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關(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

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、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，進一步掌握能量守恒定律的普遍性。

【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】

電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。

【教學過程】

（一）復習

1.串并聯(lián)電路的性質(zhì)。2.電流表的改裝。

（二）進行新課

1、電功和電功率

教師：請同學們思考下列問題

（1）電場力的功的定義式是什么?（2）電流的定義式是什么? 學生：（1）電場力的功的定義式W=qU

（2）電流的定義式I=

q t教師：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：請同學們說出電功的單位有哪些？

學生：（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.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。例如，在相同時間里，電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風扇的電動機所做的功。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=W=IU t（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

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)系最初是物理學家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學們在初中已經(jīng)學過了。

學生活動：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=

Q

2=IR t（3）單位：瓦（W）

（三）研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。

學生：分組討論總結(jié)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 教師指出：

若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學能，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。

課堂練習

例一： 一個電動機，線圈電阻是0.4歐，當它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。求（1）電功率是否等于熱功率？（2）這臺電動機的機械功率是多少？

解：本題涉及三個不同的功率：電動機消耗的電功率P電、電動機發(fā)熱的功率P熱、轉(zhuǎn)化為機械能的功率P機

。三者之間遵從能量守恒定律，即

P電=P熱+P機 由焦耳定律，電動機發(fā)熱的功率為

P熱=I2R 電動機消耗的功率，即電流做功的功率為

P電=IU 因此可得電能轉(zhuǎn)化為機械的功率，即電動機所做機械功的功率

P機=P電-P熱=IU － I2R

=5 ×220 －52 ×0.4

=1090w 課堂小結(jié)

電功

W=UIt

電功率

P=UI

焦耳熱

Q=I2Rt

熱功率

P=I2R 純電阻電路:

電功=電熱

電功率=熱功率

非純電阻電路:

電功=電熱+其它形式的能量

電功率=熱功率=其它形式的功率

第五篇：九年級物理教科版焦耳定律教案

《焦耳定律》教案

一、教學目標：

1、知識與技能

① 知道電流的熱效應 ②知道焦耳定律

③ 知道電熱的利用和防止

2、過程與方法

通過探究，知道電流通過導體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)

3、情感態(tài)度與價值觀

① 通過學習電熱的利用和危害，學會辯證地看待問題 ② 通過討論和交流培養(yǎng)合作學習的態(tài)度和意識

二、教學重點和難點

1、教學重點：電流產(chǎn)生熱效應跟什么因素有關(guān)（也就是焦耳定律）。

2、教學難點：

（1）如何讓學生提出與本節(jié)課相關(guān)的問題，如何進行探究實驗設(shè)計.（2）如何推導公式.三、教學器材：

電源、焦耳定律演示器、電流表、導線、多媒體課件。

四、教學設(shè)計：

（一）、導入新課：

1、根據(jù)生活經(jīng)驗回答：用手去摸正在工作的電燈、電視機的后蓋，會有什么樣的感覺？（會有熱的感覺）

2、這種現(xiàn)象叫做什么？（復習：電流的熱效應）

3、燈泡中的電流與導線中的相同，為什么他不感覺熱而他卻熱得大叫？（出示動畫課件演示）

（二）、新授：

1、觀察電流的熱效應：

實驗一：（出示動畫課件演示）閉合開關(guān)，你觀察到了什么？并想一想為什么？（觀察到：煤油柱上升。解釋：這就是電流的熱效應，導體通電后發(fā)熱，煤油溫度升高，發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，造成煤油柱上升。）

2、探究電流的熱效應與什么因素有關(guān)：

實驗二：（出示動畫課件演示）將兩只瓶內(nèi)裝有不同電阻絲的燒瓶串聯(lián)在一起(R 1＞R2)，同時通以電流。引導學生猜想會發(fā)生什么現(xiàn)象？然后進行實驗，提醒學生觀察煤油柱的上升情況？

（觀察到：甲瓶中的煤油柱上升得更高）

引導學生分析這個實驗為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？兩個瓶中的電阻絲各有什么相同的量和不同的量？（通過的電流和通電時間一樣。兩個瓶中的電阻絲的電阻不一樣。）

這個實驗告訴了我們什么？

（在電流、通電時間不變時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。）

實驗三：（出示動畫課件演示）移動滑動變阻器，改變電阻絲中電流的大小。引導學生猜想會發(fā)生什么現(xiàn)象？然后進行實驗，提醒學生觀察對比煤油柱上升的高度？

這個實驗告訴了我們什么？（在電阻、通電時間不變時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。）

實驗四：（出示動畫課件演示）用同一個電阻絲（R1）做實驗，分別做兩次實驗，分別通電2分種和4分鐘，對比煤油柱上升的高度？引導學生猜想會發(fā)生什么現(xiàn)象？然后進行實驗，提醒學生觀察對比煤油柱上升的高度？

這個實驗告訴了我們什么？

（在通電電流和電阻不變時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。）

3、實驗結(jié)論總結(jié)：

在電流、通電時間不變時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。在電阻、通電時間不變時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。在通電電流和電阻不變時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。

4、分析、歸納得出：

焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

公式：Q=I2Rt 熱量的單位：焦（J）

4、例題：

例1：一根60歐的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？ 解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A

Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J.答：共產(chǎn)生了6480J的熱量。

例2：一只額定功率是450W的電飯鍋，在220V的額定電壓使用，每分鐘產(chǎn)生多少焦耳的熱量？

解：略

例3：兩根導線電阻之比是3：4，通過的電流之比是4：3，在相同的時間內(nèi)，兩根導線產(chǎn)生的熱量之比為___________。

5、電流熱效應的利用與危害（圖6-3-6）

(三)、小結(jié)：本節(jié)課重點探究了焦耳定律實驗的過程。(四)、布置作業(yè)：P97：第1、2、3、4題。(五)、板書設(shè)計：

1、電流的熱效應。

2、焦耳定律實驗：

在電流、通電時間不變時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。在電阻、通電時間不變時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。在通電電流和電阻不變時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。

3、焦耳定律：

電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

公式：Q=I2Rt 熱量的單位：焦（J）