第一篇：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 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，能進行有關的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。

3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。

（二）過程與方法

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養學生的分析、推理能力。

（三）情感、態度與價值觀

通過電能與其他形式能量的轉化和守恒，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別和聯系。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，并說明其能量的轉化情況。

學生：（1）電燈把電能轉化成內能和光能；（2）電爐把電能轉化成內能；（3）電動機把電能轉化成機械能；（4）電解槽把電能轉化成化學能。

教師：用電器把電能轉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呢？本節課我們學習關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生定向移動，形成電流I，在時間t內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，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：（1）利用P=W計算出的功率是時間t內的平均功率。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、引導：

這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構造一定，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。電能轉化為什么形式的能與電路中的電學元件有關。在純電阻元件中電能完全轉化成內能，于是導體發熱。．．．．．．．設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內電流通過此電阻產生的熱量Q。

學生：求解產生的熱量Q。

解：據歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR 在時間t內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產生的熱量為

Q=I2Rt

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

學生活動：總結熱功率的定義、定義式及單位。熱功率：

（1）定義：單位時間內發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別和聯系。（投影）實驗電路圖和實驗內容：

取一個玩具小電機，其內阻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。調整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數為0.50 V，記下電流表的示數，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，使小電機轉動，調整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數為2.0 V（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。

［實驗結果］

（1）電機不轉時，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果，總結電功率與熱功率的區別和聯系。師生共同活動：總結：（1）電功率與熱功率的區別

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系

若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數值相等。即P熱=P電 教師指出：上述實驗中，電機不轉時，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化為機械能或化學能，只有一少部分轉化為內能，這時電功率大于熱功率，即P電＞P熱。

教師指出：上述實驗中，電機轉動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉化為機械能，有一部分轉化為內能，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、點評 教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構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阻一定，用手握住轉軸使其不能轉動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉軸，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：電動機不轉動時，其消耗的電功全部轉化為內能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內阻：r?U0.3???1? I0.3電動機轉動時，消耗的電能轉化為內能和機械能，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，發電功率也越大。我國潮汐能的可供開發的總裝機量為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，平均年發電量為1.7×10 kW·h，其規模居世界第二位。

（1）試根據上文中給出的數據，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?（設潮汐電站的總能量轉換效率為50%）

解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×10kW，年發電量為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）由文中給出數據及每天漲、落潮的次數可知，平均每次的發電量為

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象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉化為電能?！纠?】如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，電壓表的讀數為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）在電動機中發熱的功率是多少？（4）電動機工作1 h所產生的熱量是多少？ 解析：

（1）設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阻。

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

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換中的體現，本節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，能進行有關的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。

3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。

（二）過程與方法

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養學生的分析、推理能力。

（三）情感、態度與價值觀

通過電能與其他形式能量的轉化和守恒，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別和聯系。

四、學情分析

學生學好這節知識是非常必要的，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生熱量之間的區別和聯系是本節的教學難點，防止學生亂套用公式。C.關鍵：本節的教學關鍵是做好通電導體放出的熱量與哪些因素有關的實驗。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、總結疑惑

（二）情景引入、展示目標

234

2（四）反思總結、當堂檢測

（五）發導學案、布置作業

課后作業：P57 問題與練習2、3、4、5

九、板書設計

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：單位時間內發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，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構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?。可知R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阻一定，用手握住轉軸使其不能轉動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉軸，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，發電功率也越大。我國潮汐能的可供開發的總裝機量為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，平均年發電量為1.7×10 kW·h，其規模居世界第二位。（1）試根據上文中給出的數據，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?（設潮汐電站的總能量轉換效率為50%）

解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×10kW，年發電量為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）由文中給出數據及每天漲、落潮的次數可知，平均每次的發電量為

第三篇：高中物理 7.4《溫度和溫標》教案 新人教選修3-3

7.4 溫度和溫標

新課標要求

（一）知識與技能

1．了解系統的狀態參量以及平衡態的概念。2．掌握熱平衡的概念及熱平衡定律

3．掌握溫度與溫標的定義以及熱力學溫度的表示。

（二）過程與方法

通過學習溫度與溫標，體會熱力學溫度與攝氏溫度的關系。

（三）情感、態度與價值觀

體會生活中的熱平衡現象，感應熱力學溫度的應用。

教學重點

熱平衡的定義及熱平衡定律的內容。

教學難點

有關熱力學溫度的計算。

教學方法

講練法、舉例法、閱讀法

教學用具：

投影儀、投影片

教學過程

（－）引入新課

教師：在初中我們已學過了測量溫度時常用的一種單位，叫“攝氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個等份，每一等份為1個溫度單位，叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測溫方法叫攝氏溫標，以攝氏溫標表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進一步學習有關溫度和溫標的知識。

（二）進行新課

1．平衡態與狀態參量

教師：引導學生閱讀教材P11有關內容。回答問題：（1）什么是系統的狀態參量？并舉例說明。（2）舉例說明，什么平衡態？

學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）在物理學中，通常把所研究的對象稱為系統。為了描述系統的狀態，需要用到一些物理量，例如，用體積描述它的幾何性質，用壓強描述力學性質，用溫度描述熱學性質……這些描述系統狀態的物理量，叫做系統的狀態參量。

（2）要定量地描述系統的狀態往往很難，因為有時系統各部分的參量并不相同，而且可能

用心

愛心

專心

正在變化。然而在沒有外界影響的情況下，只要經過足夠長的時間，系統內各部分的狀態參量會達到穩定。舉例說，把不同壓強、不同溫度的氣體混在同一個容器中，如果容器和外界沒有能量的交換，經過一段時間后，容器內各點的溫度、壓強就會變得一樣。這種情況下我們說系統達到了平衡態，否則就是非平衡態。2．熱平衡與溫度

教師：引導學生閱讀教材P12有關內容。回答問題：（1）什么是熱平衡？

（2）怎樣理解“熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發生過作用的系統”？（3）怎樣判斷“兩個系統原來是處于熱平衡的”？（4）熱平衡定律的內容是什么？

（5）溫度是如何定義的？其物理意義是什么？ 學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）對于兩個相互作用的系統，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導熱性能很好的材料接觸，這兩個系統的狀態參量將會互相影響而分別改變。最后，兩個系統的狀態參量不再變化，說明兩個系統已經具有了某個“共同性質”，此時我們說兩個系統達到了熱平衡。

（2）兩個系統達到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態不會發生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發生過作用的系統。

（3）只要兩個系統在接觸時它們的狀態不發生變化，我們就說這兩個系統原來是處于熱平衡的。

（4）實驗表明：如果兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡，這個結論稱為熱平衡定律。

（5）兩個系統處于熱平衡時，它們具有一個“共同性質”，我們就把表征這一“共同性質”的物理量定義為溫度。也就是說，溫度是決定一個系統與另一個系統是否達到熱平衡狀態的物理量，它的特征就是“一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度”。3．溫度計與溫標

教師：引導學生閱讀教材P13有關內容?；卮饐栴}：（1）什么是溫標？

（2）如何來確定一個溫標？并以“攝氏溫標”的確定為例加以說明。

（3）什么是熱力學溫標和熱力學溫度？熱力學溫度的單位是什么？熱力學溫度與攝氏溫度的換算關系怎樣？

學生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這套方法就是溫標。

（2）確定一個溫標時首先要選擇一種測溫的物質，根據這種物質的某個特性來制造溫度計。例如，可以根據水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計，這時我們規定細管中水銀柱的高度與溫度的關系是線性關系；也可以根據鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計，這時我們現定鉑的電阻與溫度的關系是線性關系。同樣的道理，還可以根據氣體壓強隨溫度的變化來制造氣體溫度計，根據不同導體因溫差產生電動勢的大小來制造熱電偶溫度計，等等。確定了測溫物質和這種物質用以測溫的某種性質之后，還要確定溫度的零點和分度的方法。例如，早期的攝氏溫標規定，標準大氣壓下冰的熔點為0℃，水的沸點為100℃；并據此把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份算做1℃。

用心

愛心

專心

（3）以-273.15℃（在高中階段可簡單粗略地記成-273℃）作為零度的溫標叫熱力學溫標，也叫絕對溫標。用熱力學溫標表示的溫度叫做熱力學溫度。它是國際單位制中七個基本物理量之一，用符號 T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號為K。熱力學溫度與攝氏溫度的換算關系是： T= t+273.15K 說明：熱力學溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學溫度的零度即0K，叫絕對零度，它是宇宙中只能無限接近，但不可能達到的低溫的極限。

典例探究

例１ 細心觀察可以發現，常見液體溫度計的下部的玻璃泡較大，壁也比較薄，上部的管均勻而且很細，想一想，溫度計為什么要做成這樣呢？

解析：這樣做的目的都是為了使測量更準確、更方便。下部較大而上部很細，這樣下部儲存的液體就比較多，當液體膨脹收縮時，膨脹或收縮不大的體積，在細管中的液面就有較大的變化，可以使測量更精確；下部的壁很薄，可以使玻璃泡內的測溫物質的溫度較快地與待測物質的溫度一致；細管的粗細是均勻的，是為了使刻度均勻，更便于讀數。

（三）課堂總結、點評 本節課我們主要學習了： 1．平衡態與狀態參量。2．熱平衡與溫度的概念。3．溫度計與溫標。課余作業

1．閱讀P14“科學漫步”中的材料。2．完成P15“問題與練習”的題目。附：課后練習

1．關于熱力學溫度和攝氏溫度，以下說法正確的是（）A．熱力學溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位 B．溫度升高了1℃就是升高了1K C．1℃就是1 K D．0℃的溫度可用熱力學溫度粗略地表示為273K 2．（1）水的沸點是______℃=_________K；（2）絕對零度是______℃=_________K；

（3）某人體溫是36.5℃，也可以說體溫為______K；此人體溫升高1.5℃，也可以說體溫升高了______K。

（4）10℃=______K；

10K=______℃；

27℃=______K；

27K=______℃；

273℃=______K；

273K=______℃；（5）若Δt=40℃，則ΔT=______K；若ΔT=25K，則Δt=______℃。

參考答案： 1．A BD 2．（1）100；373（2）－273.15；0（3）36.5；309；310.5（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25

用心

愛心

專心

第四篇：【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：是能量守恒定律在電路中的體現。即電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程，在轉化過程中，能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加。【注意】功是能量轉化的量度，電流做了多少功，就有多少電能減少而轉化為其他形式的能，即電功等于電路中電能的減少，這是電路中能量轉化與守恒的關鍵。

在 電流在通過導體時，導體要發熱，電能轉化為內能。這就是電流的熱效應，描述它的定量規律是焦耳定律。

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化為內能增量？有無可能同時轉化為其他形式能？ 英國物理學家焦耳，經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

內容：電流通過導體產生的熱量，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生熱，電能轉化為內能，故電功W等于電熱Q；這時W= Q=UIt=IRt（2）熱功率：單位時間內的發熱量。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。

關于非純電阻電路中的能量轉化，電能除了轉化為內能外，還轉化為機械能、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：對本節內容做簡要小結。并比較UIt和IRt的區別和聯系，從能的轉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系。在純電阻電路中，電能全部轉化為電熱，故電功W等于電熱Q；在非純電阻電路中，電能的一部分轉化為電熱，另一部分轉化為其他形式的能(如機械能、化學能)，故電功W大于電熱Q。

（四）鞏固新課：

1、復習課本內容

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

22結論歸入串、并聯電路的規律中。

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

第五篇：人教版高中物理選修3-1教案：第二章第5節焦耳定律

第二章 恒定電流

第五節

焦耳定律

（一）【課前準備】

【課型】新授課 【課時】2課時 【教學三維目標】

（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，能進行有關的計算．

2．理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算． 3．知道電功率和熱功率的區別和聯系．

4．知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉化關系，電功大于電熱．

（二）過程與方法

通過有關實例，讓學生理解電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程．

（三）情感態度與價值觀

通過學習進一步體會能量守恒定律的普遍性 【教學重點難點】 重點：電功和電熱的計算

難點：電流做功的表達式的推導，純電阻電路和非純電阻電路在能量轉化過程中的區別 【教學方法】理論、類比、探究、討論、分析

【教學過程】

【復習引入】

【問題】用電器通電后，可以將電能轉化成其他形式的能量，生活中常用的用電器，其能量的轉化情況? 【回答】電燈把電能轉化為內能和光能；電爐把電能轉化為內能；電動機把電能轉化為機械能；電解槽把電能轉化為化學能。用電器把電能轉化為其他形式能的過程，就是電流做功的過程。即電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程，在轉化過程中，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。

【問題】用電器把電能轉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呢？焦耳定律

一、電功和電功率 【展示】

【問題】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生定向移動，形成電流I，在時間t內通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少? 【回答】在時間t內，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。

【問題】這相當于在時間t內將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中，【問題】電場力做了多少功？

【回答】在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt 【問題】電流做功實質上是怎樣的？

【回答】電流做功的實質是電路中電場力對定向移動的電荷做功。

【過渡】對于一段導體而言，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，在導體中形成電流，且q＝It(在時間間隔t內搬運的電荷量為q，則通過導體截面電荷量為q，I＝q/t)，所以電場力做功W＝qU＝IUt。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。

【問題】電功的定義式用語言如何表述？定義式？

【回答】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。定義式：W=UIT

【問題】電功的單位有哪些？ 【回答】（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.【問題】1 kW·h的物理意義是什么？1 kW·h等于多少焦？

【回答】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=3.6×106 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。

【問題】在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。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，如何描述電流做功的快慢呢？ 【回答】用電功率

【問題】電功率的定義式用語言如何表述？定義式？

【回答】單位時間內電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。W定義式： P＝＝IU(對任何電路都適用)t【問題】電功率的單位有哪些？ 【回答】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?！締栴}】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？ 【回答】利用P=W計算出的功率是時間t內的平均功率。t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。

【問題】為什么課本沒提這一點呢？

【點撥】這一章研究的是恒定電流，用電器的構造一定，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。【展示】

【講解】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。

【說明】最后應強調：推導過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質，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，也是電能所轉化的其他形式能量的總和?！菊n時小結】

這節課從知識上來說，主要學習了電功、電功率公式，其中電功率律是主要內容。在研究問題時，我們主要運用了能量轉化和守恒的方法。能量轉化和守恒的方法是研究物理問題的一種重要方法，貫穿在物理知識學習的全過程中?！静贾米鳂I】

課本P55，問題與練習1 ,3 【板書設計】 焦耳定律

一電功和電功率 1．電功W 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。公式：W＝IUt。

單位：焦耳，簡稱：焦，符號J。2．電功率P(1)定義：單位時間內電流所做的功。

W公式：P＝t＝IU 單位：瓦特(W)，1 W＝1 J/s。(2)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。