焦耳定律教案

焦耳定律教案

作为一名人民教师，时常需要用到教案，编写教案有利于我们科学、合理地支配课堂时间。教案要怎么写呢？下面是小编为大家整理的焦耳定律教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

一、 学习目标：

１、 理解电功和电功率的概念及公式，能进行相关运算。

２、 理解焦耳定律，了解焦耳定律在生产、生活中的应用。

３、 能结合实际问题区分电功和电热，进一步体会能量守恒的意义和普适性。

二、 问题导读：

１、 当电路接通时，电路内就建立起了_____，自由电荷在_____作用下____运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，就是我们常说的_____，计算公式：＿＿＿＿。

２、 电流做功的快慢用_____表示，它等于电流在单位时间内所做的功，计算公式为_______________。额定功率是指___________________________。

３、 焦耳定律的内容_______________________________________________________表达式为____________，在纯电阻电路中，电流所做的功与产生的电热_____，电热的计算公式还有：________________；而在非纯电阻电路中，电流做功所消耗的电能除部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等。这时电功用公式______________计算，产生的电热只能用公式______________计算，此时，电功W___（填“大于”或“小于”）电热Q。

４、 焦耳定律的微观解释：当导体内的电子在_____作用下做_____运动时，会与金属离子不断碰撞，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子的热运动____，导致导体发热。显然，电流越大、电阻越大，碰撞就越频繁、剧烈，发热就越___。

５、 电动机是将电能转化为___能的设备，电动机通电后，电流做的功_____（填“大于”或“小于”）产生的机械能，这是因为________________________。

６、 举例说明电流的热效应的广泛应用和危害。

三、实例引领：

例一、 1、电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈的电阻为R，则此电动机的额定功率（输入功率）为_____，正常工作时的热功率为______，输出的机械功率为______，电动机的效率为______。三者的关系可表达为____________________。当电动机突然卡住不转，此时输出的机械功率为________，电动机消耗的电能全部转化为_____能，此时的电流为______，热功率为__________。

2、如图所示，一台直流电动机所加电压为110V，通过的电流为5A。该电动机把一个质量为50kg的物体以0.9m/s的速度匀速提高，求①电动机的电功率和电动机线圈的电阻（不计摩擦）；②如果电动机突然卡住，通过线圈的电流是多少？电动机的功率是多少？

例二、 关于电功率和热功率的下列说法，正确的是

A、电功率就是热功率

B、统一电路中，电功率可以大于等于热功率，也可以小于热功率

C、电功率就是电路中电能转化为内能的功率

D、热功率就是电路中因发热而消耗的功率

四、 同步达标：

１、 课本P59：1—3题

２、 一只普通的家用照明白炽灯泡，正常发光时，通过它的电流值与哪一数值较为接近？

A、20A B、2A C、0.2A D、0.02A

３、 一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V的电压后，正常运转时它消耗的电功率是66W，求：⑴转化为机械能和内能的功率各是多少？电机的效率是多大？

⑵如果接上电源后，扇叶被卡住不能转动，这时通过电动机的电流为多大？电动机消耗的电功率和发热功率又各是多少？

４、 微型吸尘器的直流电动机内电阻一定。当加上0.3V的电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？

五、 能力提升：

同步训练P69---70，能力培养1----7题。

【课题】

焦耳定律 编号_______ __________________

一、知识与技能：

初步了解焦耳定律，并能进行有关计算

课前预习学案

二、预习内容

1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。

2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

1．理解电流热效应的本质

2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算

3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热

二、学习过程

1.电功和电功率

（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

（2）W= qU=UIt是电功的普适式， P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。

2.焦耳定律和热功率

（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.

（2）Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式，

3.电功和电热

（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt= .同理P=UI=I2R= .

（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.?这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.?

（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t= ；在非纯电阻电路中，电功大于 电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt ……此处隐藏11177个字……示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。

[实验结果]

(1)电机不转时，U=0.50 V，I=0.50 A，

P电=UI=0.500.50 W=0.25 W

P热=I2R=0.5021.0 W=0.25 W

P电=P热

(2)电机转动时，U=2.0 V，I=0.40 A，

P电=UI=2.00.40 W=0.80 W

P热=I2R=0.4021.0 W=0.16 W

P电P热

学生：分组讨论上述实验结果，总结电功率与热功率的区别和联系。

师生共同活动：总结：

(1)电功率与热功率的区别

电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。

热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。

(2)电功率与热功率的联系

若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电

教师指出：上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。

若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电P热。

教师指出：上述实验中，电机转动时，电机消耗的电功率，其中有一部分转化为机械能，有一部分转化为内能，故P电P热。

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

(四)反思总结、当堂检测

(五)发导学案、布置作业

课后作业：P57 问题与练习2、3、4、5

九、板书设计

1、电功和电功率

(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.

(2)定义式：W=UIT

2、焦耳定律

(1)定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。

(2)定义式：P热= =I2R

(3)单位：瓦(W)

十、教学反思

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)实例探究

☆求两点间的电势差

【例1】不考虑温度对电阻的影响，对一个220V，40W的灯泡，下列说法正确的是

A.接在110 V的电路上时的功率为20 W

B.接在110 V的电路上时的功率为10 W

C.接在440 V的电路上时的功率为160W

D.接在220 V的电路上时的功率为40 W

解析：正确选项为BD。

(法一)由 得灯泡的电阻 =1210

电压为110V时， W=10 W

电压为440V时，超过灯炮的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0.

(法二)由 。可知R一定时，PU2，

当U=110V= ，P=P额/4=10 W

说明：灯泡是我们常用的用电器，解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。用电器的标称值，指其额定值，即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值，由P额=U额I额可知，P、U、I有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。

【例2】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?

解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：

电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为

P入=I1U1=0.82W=1.6 W

电动机的机械功率

P机=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W

说明：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。①电热Q=I2Rt。②电动机消耗的电能也就是电流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E为其他形式的能，这里是机械能;④对电动机来说，输入的功率P入=IU;发热的功率P热=I2R;输出的功率，即机械功率P机=P入-P热=UI-I2R。

【例3】潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的，潮差越大，海水流量越大，发电功率也越大。我国潮汐能的可供开发的总装机量为3.6107 kW。1980年8月，在浙江江厦建成第一座潮汐电站，装机量为3103 kW，平均年发电量为1.7107 kWh，其规模居世界第二位。

(1) 试根据上文中给出的数据，计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几

小时?

(2)设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m，计算每次涨潮时流量是多大?(设潮汐电站的总能量转换效率为50%)

解析：(1)江厦潮汐电站功率为3103 kW，年发电量为1.07107 kWh，由公式W=Pt可算出每天满负荷工作的时间为

s=9.8 h

(2)由文中给出数据及每天涨、落潮的次数可知，平均每次的发电量为

J

因为

所以每次涨潮的平均流量为

m3/次

说明：本题涉及到潮汐这种自然现象，涨潮和落潮时均有水流的机械能转化为电能。

【例4】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6，R=10，U=160 V，电压表的读数为110 V，求

(1)通过电动机的电流是多少?

(2)输入到电动机的电功率是多少?

(3)在电动机中发热的功率是多少?

(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少?

解析：

(1)设电动机两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，则

U1=110 V，U2=U-U1=(160-110)V=50 V

通过电动机的电流为I，则I= = A=5 A

(2)输入到电功机的电功率P电，P电=U1I=1105 W=550 W

(3)在电动机中发热的功率P热，P热=I2r=520.6 W=15 W

(4)电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt=520.63600 J=54000 J

说明：电动机是非线性元件，欧姆定律对电动机不适用了，所以计算通过电动机的电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。

通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。