焦耳定律教案范文大全
物體運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)，稱為“曲線運(yùn)動(dòng)”。當(dāng)物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上，物體就是在做曲線運(yùn)動(dòng)。接下來(lái)是小編為大家整理的焦耳定律教案范文大全，希望大家喜歡。
焦耳定律教案范文大全一
教學(xué)設(shè)計(jì)與說(shuō)明
教材分析
《焦耳定律》是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》選修模塊3—1中第二章“恒定電流”中的內(nèi)容，其基本內(nèi)容是“電功和電功率”“焦耳定律”。本節(jié)從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功和電熱，區(qū)分純電阻電路與非純電阻電路。教科書(shū)沒(méi)有通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納引入焦耳定律，而是從能量守恒定律分析得出的。
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自人民教育出版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材教科書(shū)2007年版《物理》選修3—1第2章第5節(jié)。教材內(nèi)容由“電功和電功率”“焦耳定律”兩部分組成。在“電功和電功率”部分，教科書(shū)根據(jù)功和能的關(guān)系，從電能的轉(zhuǎn)化引入電功的概念，然后根據(jù)靜電力做功的知識(shí)和電流與電荷量的關(guān)系得到了電功的計(jì)算公式，教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)用電器中的能量轉(zhuǎn)化進(jìn)行討論，這樣有利于學(xué)生理解電功的物理意義：1.從靜電力做功的角度去思考問(wèn)題。電流通過(guò)用電器的過(guò)程中，消耗了電能，同時(shí)產(chǎn)生了其它形式的能，這個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程就是電流做功的過(guò)程。實(shí)質(zhì)上，就是靜電力做功，電勢(shì)能減小，增加了其他形式的能的過(guò)程。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒。2.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電流做了多少功，就有多少電能轉(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。3.推導(dǎo)電功的公式時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)，相當(dāng)于把電荷q由電路的一端移到另一端，移動(dòng)電荷所做的功可由第一章靜電場(chǎng)的知識(shí)求得。4.不同的用電器電流做功的快慢不同，引入電功率概念，還可以類比速度等概念進(jìn)行學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生理解，要讓學(xué)生知道額定電功率的含義，并讓學(xué)生知道額定電功率的含義，并讓學(xué)生對(duì)常見(jiàn)用電器的額定功率有一個(gè)大致的了解。這部分內(nèi)容的教材安排完全符合學(xué)生的認(rèn)知和理解，因?yàn)閷W(xué)生在這之間已學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)和能量守恒定律，在學(xué)生看來(lái)這樣的一部分內(nèi)容只是已有知識(shí)的一個(gè)演變過(guò)程，這樣有利于學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)理解，對(duì)學(xué)生接下來(lái)的學(xué)習(xí)完全掃清了障礙?！敖苟伞敝?，電路中電流做功，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，其中很常見(jiàn)的就是內(nèi)能。教師可以用電動(dòng)機(jī)電風(fēng)扇等常見(jiàn)的家用電器作為例子，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，電動(dòng)機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能兩部分。讓學(xué)生清楚，對(duì)于非純電阻電路，電功和電熱不相等。這時(shí)可以從能量守恒角度來(lái)考慮問(wèn)題。這部分學(xué)生既可以學(xué)習(xí)新知識(shí)亦在生活中學(xué)習(xí)物理，也是物理聯(lián)系生活的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
2.學(xué)情分析
教學(xué)主體是普通高二年紀(jì)的學(xué)生，已經(jīng)掌握了功能關(guān)系的知識(shí)以及簡(jiǎn)單的靜電學(xué)的知識(shí)，學(xué)生具有一定的分析推理能力，對(duì)于簡(jiǎn)單的公式的推導(dǎo)基本已經(jīng)可以接受，但是本節(jié)側(cè)重從能量守恒定律分析問(wèn)題，較為繁瑣，這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)造成了困難，因此本節(jié)老師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)。一方面總結(jié)電功和電熱的關(guān)系;另一方面，要讓學(xué)生體會(huì)能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)分析問(wèn)題的思想方法。經(jīng)過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)于將來(lái)學(xué)生遇到更復(fù)雜的能量守恒問(wèn)題能輕松自然地解決。
二、教案
課題 焦耳定律 授課時(shí)間 學(xué)生 普通高中二年級(jí)學(xué)生
教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 理解電功電功率公式的物理意義，了解實(shí)際功率和額定功率
了解電功和電熱的關(guān)系、了解電功和電熱等價(jià)幾個(gè)公式的適用條件
知道非純電阻電路中電能與其他形式能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，此時(shí)電功大于電熱
能運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)解決簡(jiǎn)單的含電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路問(wèn)題 過(guò)程與方法
通過(guò)有關(guān)實(shí)例讓學(xué)生理解電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程
情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生體會(huì)能量守恒定律的普遍性
教學(xué)重點(diǎn)
區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算
教學(xué)難點(diǎn)
學(xué)生對(duì)電路的能量守恒中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí)，接受起來(lái)比較難
教學(xué)方法策
講授法、概念轉(zhuǎn)變策略
教學(xué)過(guò)程 教學(xué)流程 主體內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng) 教師活動(dòng) 新課導(dǎo)入(復(fù)習(xí)導(dǎo)入)
新課教學(xué)
回顧知識(shí)：(1)把電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)移到另一點(diǎn)靜電力會(huì)對(duì)電荷做功：
EMBED Unknown ________________定義式
如果是勻強(qiáng)電場(chǎng)：那么有
EMBED Unknown
_____補(bǔ)充：如果電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能將要減少，如果電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能將增加，這中間有能量的轉(zhuǎn)化。
(2)我們還學(xué)過(guò)電流，其定義式：
EMBED Unknown
一、電功和電功率
圖2.5-1表示很小一段電路。電荷做定向移動(dòng)，電荷在做從左向右的定向移動(dòng)，它們從這段電路的左端移到右端所用的時(shí)間為t。那么我們將知道，在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)這段電路的電荷總量為：
EMBED Unknown
在這段電路中靜電力做功：
EMBED Unknown
如果代換q，則有：
EMBED Unknown ________電功的表達(dá)式
表示，電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、
電路中的電流I、通電時(shí)間t三者的乘積。
單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。
EMBED Unknown EMBED Unknown
小結(jié)：(1)定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。
(2)實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)，電能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(3)表達(dá)式：
(4)物理意義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩
端的電壓U、電路中的電流I、通電時(shí)間t三者的乘積。
(5)單位：電流單位用安培(A)，電壓?jiǎn)挝挥梅?V)，時(shí)間單位用秒(s)，則電功的單位是焦耳(J)。
(6)電功率的表達(dá)式：
電功率的物理意義：電流在一段電路上做功的功率P等于電流I與這段電路兩端的電壓U的乘積。
(7)單位：功的單位用焦耳(J)，時(shí)間的單位秒(s)，功率的單位為瓦特(W)
EMBED Unknown EMBED Unknown EMBED Unknown
(8)額定功率：用電器正常工作是所需的電壓叫額定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。
一般來(lái)說(shuō)，用電器電壓不能超過(guò)額定電壓，但電壓低于額定電壓時(shí)，用電器的輸出功率不是額定功率，而是實(shí)際功率。
(9)實(shí)際功率：
二、焦耳定律
電流通過(guò)電爐、白熾燈等元件時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。電流在這段電路中做的功W等于這段電路發(fā)出的熱量Q，即：
焦耳定律教案范文大全二
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、理解電功的概念，知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。
教學(xué)重點(diǎn)：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(xué)難點(diǎn)：電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
教學(xué)方法：等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法
教學(xué)用具：燈泡(36 V，18 W)、電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī)
教學(xué)過(guò)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(qǐng)同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說(shuō)明其能量的轉(zhuǎn)化情況。
學(xué)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(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能;
(4)電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程，就是電流做功的過(guò)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(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識(shí)。
(二)進(jìn)行新課
1、電功和電功率
教師：請(qǐng)同學(xué)們思考下列問(wèn)題
(1)電場(chǎng)力的功的定義式是什么?
(2)電流的定義式是什么?
學(xué)生：(1)電場(chǎng)力的功的定義式 W=qU
(2)電流的定義式I=
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(shì)差，電路中就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?
學(xué)生：在時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
教師：這相當(dāng)于在時(shí)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(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功?
學(xué)生：在這一過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功W=qU=IUt
教師：在這段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱電功。
電功：
(1)定義：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，就是電流所做的功，簡(jiǎn)稱電功.
(2)定義式：W=UIT
教師：電功的定義式用語(yǔ)言如何表 述?
學(xué)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(shí)間t三者的乘積。
教師：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出電功的單位有哪些?
學(xué)生：(1)在國(guó)際單位制中，電功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)是J.
(2)電功的常用單位有：千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號(hào)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(xué)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。
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
說(shuō)明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時(shí)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(shí)間里，電流通過(guò)不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時(shí)間里，電流通過(guò)電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過(guò)電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)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：?jiǎn)挝粫r(shí)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= =IU
(3)單位：瓦(W)、千瓦(kW)
[說(shuō)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(xué)中我們講功率時(shí)有平均功率和瞬時(shí)功率之分，電功率有無(wú)平均功率和瞬時(shí)功率之分呢?
學(xué)生 分組討論。
師生共同總結(jié)：
(1)利用P= 計(jì)算出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。
(2)利用P=IU計(jì)算時(shí)，若U是某一時(shí)刻的電壓，I是這一時(shí)刻的電流，則P=IU就是該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。
教師：為什么課本沒(méi)提這一點(diǎn)呢?
學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)：
這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過(guò)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(shí)間變化，也就是說(shuō)瞬時(shí)功率與平均功率總是相等的，故沒(méi)有必要分什么平均功率和瞬時(shí)功率了。
[說(shuō)明]利用電功率的公式P=IU計(jì)算時(shí)，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(xué)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(dǎo)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(guò)的電流為I，試計(jì)算在時(shí)間t內(nèi)電流通過(guò)此電阻產(chǎn)生的熱量Q。
學(xué)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(shí)間t內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)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(gè)關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實(shí)驗(yàn)得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)了。
學(xué)生活動(dòng)：總結(jié)熱 功率的定義、定義式及單位。
熱功率：
(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。
(2)定義式：P熱= =I2R
(3)單位：瓦(W)
[演示實(shí)驗(yàn)]研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
(投影)實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
取一個(gè)玩具小電機(jī)，其內(nèi)阻R=1.0 Ω，把它接在如圖所示的電路中。
焦耳定律教案范文大全三
教學(xué)分析
學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)焦耳定律的內(nèi)容，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)，但高中階段將從電場(chǎng)力做功及能量轉(zhuǎn)化和守恒等角度來(lái)研究焦耳定律，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更高的要求。本節(jié)課所涉及的能量觀點(diǎn)，是研究電學(xué)問(wèn)題和其他物理問(wèn)題的重要方法。另外，這一節(jié)的內(nèi)容在實(shí)際中有廣泛而重要的運(yùn)用，不但是學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)的基礎(chǔ)，而且是學(xué)習(xí)電工的基礎(chǔ)。所以，本節(jié)課不但是物理知識(shí)的傳授課，更是物理方法和思想的滲透課。在教學(xué)中應(yīng)該充分聯(lián)系實(shí)際，以便鞏固和加深對(duì)基本知識(shí)的理解，掌握實(shí)際問(wèn)題中的原理。
教學(xué)目標(biāo)
1.理解電功的概念，知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
2.理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
3.知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
4.通過(guò)推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)分析、推理能力。
5.通過(guò)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步培養(yǎng)辯證唯物主義的觀點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
電功和電熱的計(jì)算是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，圍繞這個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，具體實(shí)施教學(xué)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)這樣幾個(gè)教學(xué)難點(diǎn)：電流做功的表達(dá)式的推導(dǎo)，純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的區(qū)別。
教學(xué)方法與手段
1.采用問(wèn)題解決式，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前面電場(chǎng)力的知識(shí)，推導(dǎo)電流做功的表達(dá)式。
2.密切聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)實(shí)例分析讓學(xué)生明確各種電能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化情況。
3.進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明確純電阻電路與非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化時(shí)的區(qū)別。
eq o(sup7()，sdo5(課前準(zhǔn)備))
教學(xué)媒體
投影儀、多媒體課件、滑動(dòng)變阻器、小電風(fēng)扇、電壓表、電流表、電源、電鍵、導(dǎo)線。
知識(shí)準(zhǔn)備
電場(chǎng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功的求法、歐姆定律。
eq o(sup7()，sdo5(教學(xué)過(guò)程))
導(dǎo)入新課
[事件1]
教學(xué)任務(wù)：創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。
師生活動(dòng)：
問(wèn)題導(dǎo)入：
問(wèn)題1：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，請(qǐng)同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，說(shuō)明其能量的轉(zhuǎn)化情況。
參考示例：電燈把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能;電爐把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。用電器把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，就是電流做功的過(guò)程。即電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，遵循能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加。
問(wèn)題2：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(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識(shí)。
推進(jìn)新課
[事件2]
教學(xué)任務(wù)：推導(dǎo)電流做功的表達(dá)式
師生活動(dòng)：
思考并討論：(多媒體打出畫(huà)面)一段導(dǎo)體長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S，電阻為R，在導(dǎo)體兩端加上電壓U，通過(guò)導(dǎo)體的電流為I。
圖2.5-1 推導(dǎo)電流做功的表達(dá)式
(1)結(jié)合此模型說(shuō)出電流做功實(shí)質(zhì)上是怎樣的?
參考答案：電流做功的實(shí)質(zhì)是電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷做功。
(2)利用學(xué)過(guò)的知識(shí)，推導(dǎo)一下經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流做的功。
可能出現(xiàn)的結(jié)果：學(xué)生無(wú)從下手?？赏ㄟ^(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考并推導(dǎo)出公式來(lái)。
請(qǐng)同學(xué)們思考下列問(wèn)題：
(1)電場(chǎng)力做功的定義式是什么?
(2)電流的定義式是什么?
參考答案：(1)在第一章里我們學(xué)過(guò)電場(chǎng)力對(duì)電荷的功，若電荷q在電場(chǎng)力作用下從A搬至B，AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB，則電場(chǎng)力做功W=qUAB。
(2)電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。
對(duì)于一段導(dǎo)體而言，兩端電勢(shì)差為U，把電荷q從一端搬至另一端，電場(chǎng)力的功W=qU，在導(dǎo)體中形成電流，且q=It(在時(shí)間間隔t內(nèi)搬運(yùn)的電荷量為q，則通過(guò)導(dǎo)體截面電荷量為q，I=q/t)，所以W=qU=IUt。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。
結(jié)論：電功
(1)定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。
(2)表達(dá)式：W=IUt。
?、傥锢硪饬x：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓U、電路中電流I和通電時(shí)間t成正比。
?、谶m用條件：I、U不隨時(shí)間變化——恒定電流。
?、蹎挝唬航苟?J) 1 J=1 V·A·s。
【注意】功是能量轉(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。
[事件3]
教學(xué)任務(wù)：推導(dǎo)電功率的表達(dá)式。
師生活動(dòng)：
問(wèn)題引導(dǎo)：在相同的時(shí)間里，電流通過(guò)不同用電器所做的功一般不同。(例如，在相同時(shí)間里，電流通過(guò)電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過(guò)電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。)電流做功不僅有多少，而且還有快慢，如何描述電流做功的快慢呢?
參考答案：可以用單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，即電功率表示做功的快慢。
結(jié)論：電功率。
(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功。
(2)表達(dá)式：P= eq f(W，t) =IU(對(duì)任何電路都適用)。
(3)單位：瓦特(W)，1 W=1 J/s。
【說(shuō)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。
(4)額定功率和實(shí)際功率
額定功率：用電器正常工作時(shí)所需電壓叫額定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。
實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下的功率。實(shí)際功率P實(shí)=IU，U、I分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過(guò)用電器的實(shí)際電流。
【說(shuō)明】最后應(yīng)強(qiáng)調(diào)：推導(dǎo)過(guò)程中沒(méi)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(dá)式對(duì)任何電壓、電流不隨時(shí)間變化的電路都適用。再者，這里W=IUt是電場(chǎng)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。
[事件4]
教學(xué)任務(wù)：焦耳定律
師生活動(dòng)：
思考并討論：電流在通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，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)，那么，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢?
結(jié)論：英國(guó)物理學(xué)家焦耳，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究后提出焦耳定律。
(1)焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。
表達(dá)式：Q=I2Rt。
(2)熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，即P=Q/t=I2R。
思考并討論：電路中電流對(duì)導(dǎo)體做的功是否等于導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量呢?
可能出現(xiàn)的結(jié)果：學(xué)生一般認(rèn)為，W=IUt，又由歐姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，電流做這么多功，所以，放出熱量Q=W=I2Rt。
這里有一個(gè)錯(cuò)誤：Q=W，可通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考并找出來(lái)：
●何以見(jiàn)得電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量?有無(wú)可能同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式能?
●什么電路中Q=W?什么電路中W≠Q(mào)?(W>Q)?為什么?舉實(shí)例
●歐姆定律I= eq f(U，R) 及變形公式適用條件是什么?為什么?
參考答案：
(1)電流有可能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。如：電吹風(fēng)、電解槽、電池。
(2)對(duì)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=Q，這時(shí)W=Q=UIt=I2Rt;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(jī)械能、化學(xué)能等，這時(shí)W>Q，即W=Q+E其他或P=P熱+P其他、UI=I2R+P其他。
(3)歐姆定律I= eq f(U，R) 及變形公式適用條件是純電阻電路。
【實(shí)驗(yàn)】如何用玩具小風(fēng)扇驗(yàn)證電功率和熱功率不相等?
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