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2019-2020年新課標教科版3-1選修三2.3《焦耳定律》WORD教案4.doc

  • 資源ID:6178854       資源大?。?span id="5xpphj5" class="font-tahoma">23KB        全文頁數(shù):3頁
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2019-2020年新課標教科版3-1選修三2.3《焦耳定律》WORD教案4.doc

2019-2020年新課標教科版3-1選修三2.3焦耳定律WORD教案4一、教學(xué)目標(一)知識與技能1理解電功、電功率的概念,公式的物理意義。了解實際功率和額定功率。2了解電功和電熱的關(guān)系。了解公式Q=I2Rt(P=I2R)、Q=U2t/R(P=U2/R)的適應(yīng)條件。3知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系,電功大于電熱。4能運用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題。(二)過程與方法通過有關(guān)實例,讓學(xué)生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)度與價值觀通過學(xué)習(xí)進一步體會能量守恒定律的普遍性。三、重點與難點:重點:區(qū)別并掌握電功和電熱的計算。難點:主要在學(xué)生對電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認識,接受起來比較困難。四、教學(xué)過程:(一)復(fù)習(xí)上課時內(nèi)容 要點:串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律及綜合運用 。 提出問題,引入新課1通過前面的學(xué)習(xí),可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動,電場力對定向移動的電荷做功嗎?(做功,而且做正功)2電場力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化,電能轉(zhuǎn)化為其他形式能,舉出一些大家熟悉的例子:電能機械能,如電動機。電能內(nèi)能,如電熱器。電能化學(xué)能,如電解槽。本節(jié)課將重點研究電路中的能量問題。(二)新課講解-第五節(jié)、焦耳定律1電功和電功率(1)電功定義: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。在第一章里我們學(xué)過電場力對電荷的功,若電荷q在電場力作用下從A搬至B,AB兩點間電勢差為UAB,則電場力做功W=qUAB。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=It,(在時間間隔t內(nèi)搬運的電量為q,則通過導(dǎo)體截面電量為q,I=q/t),所以W=qU=IUt。這就是電路中電場力做功即電功的表達式。表達式:W = Iut 【說明】:表達式的物理意義:電流在一段電路上的功,跟這段電路兩端電壓、電路中電流強度和通電時間成正比。適用條件:I、U不隨時間變化恒定電流。單位:焦耳(J)。1J=1VAs(2)電功率定義:單位時間內(nèi)電流所做的功表達式: P=W/t=UI(對任何電路都適用)上式表明:電流在一段電路上做功的功率P,和等于電流I跟這段電路兩端電壓U的乘積。單位:為瓦特(W)。1W=1J/s額定功率和實際功率額定功率:用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓,在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。實際功率:用電器在實際電壓下的功率。實際功率P實=IU,U、I分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。這里應(yīng)強調(diào)說明:推導(dǎo)過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì),電功和電功率的表達式對任何電壓、電流不隨時間變化的電路都適用。再者,這里W=IUt是電場力做功,是消耗的總電能,也是電能所轉(zhuǎn)化的其他形式能量的總和。電流在通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體要發(fā)熱,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng),描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。學(xué)生一般認為,W=IUt,又由歐姆定律,U=IR,所以得出W=I2Rt,電流做這么多功,放出熱量Q=W=I2Rt。這里有一個錯誤,可讓學(xué)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(xué)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(yīng)(1)焦耳定律內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流強度的平方、導(dǎo)體電阻和通電時間成正比。表達式:Q=I2Rt 【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=I2Rt (2)熱功率:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量。即P=Q/t=I2R 【注意】和都是電流的功率的表達式,但物理意義不同。對所有的電路都適用,而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(xué)能等。這時W Q。即W=Q+E其它 或P =P 熱+ P其它、UI = I2R + P其它引導(dǎo)學(xué)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I2Rt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(xué)能),故電功W大于電熱Q。教后記:1、 學(xué)生對電功和電熱的區(qū)別的理解比想象的要好,得益于功和功率學(xué)的較好。在純電阻電路和非純電阻電路的計算中經(jīng)常疏忽歐姆定律不使用。

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