焦耳定律教学设计

焦耳定律教学设计（精选11篇）

篇1：焦耳定律教学设计

《焦耳定律》教学设计

一、教学目标

(一)知识与技能

1.能通过实例，认识电流的热效应。

2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。

3.会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。

(二)过程与方法

体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。

(三)情感态度和价值观

会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。

二、教学重难点

电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。

焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。

重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。

难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。

三、教学策略

电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。

电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W，在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电热与电功，电热是指把电能转化为内能，而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。

四、教学资源准备

校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板(含电能表)、功率不同的用电器(如热得快和白炽灯)、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

（2分钟）

1．电功的大小与哪些因素有关？如何计算？

2．能说出一些用电器工作时能量的转化情况？

学生按要求回忆，回答。

为本节课作知识上的铺垫。

创设情景

引入新课

（3分钟）

电流在电路中做功，可以将电能转化为其它形式的能，如电动机、电灯发光、电视机工作……。

当这些用电器工作一段时间后，我们触摸它们的有关部位，会有什么感觉？这是什么原因？

学生说出常见用电器工作过程中能量的转化。

电流通过导体时电能转化成内能。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

联系实际，引入新课。

铬铁……

新课教学（28分钟）电流的热效应

投影：电饭锅、取暖器、油灯、电炉丝、电

这些用电器工作时有什么共同特点？

导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？说明什么？

一、提出问题

电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？

二、猜想与假设

提示：电热是电流通过电阻时产生的热量，电路中有电压不一定有电流，所以电压对电流通过电阻产生热量的多少没有影响。（排除电压这个物理量）

电流通过导体产生热量的多少与________________有关。

你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗？

三、设计实验

要研究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，如何设计实验？如何比较产生热量的多少？

四、进行实验

展示实验装置1

观察本实验装置，思考：

系？

1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关 2．两电阻为什么要串联？

3．如何比较电流通过电阻放出热量？

4．设计实验数据记录表格

上升情况，把实验结果填入表格中。

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的 分析实验数据，可以得到什么结论？

展示装置2

系？

丝？

1．本装置可以用于研究电热与哪个因素的关 2．右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻

3．如何比较电流通过电阻放出热量？

上升情况，把实验结果填入表格中。

4．设计实验数据记录表格

电路接通，进行实验，观察U形管中液柱的 分析实验数据，可以得到什么结论？

对于某一个电阻，在电流一定时，通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。这个结论可以通过刚才的实验中看出来，某一根电阻丝通电时间越长，液柱上升越高，说明放出热量越多。

五、分析论证，得出结论

对以上两个实验进行总结，电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间。

学生总结：

这些用电器工作时都是把电能转化成内能。

（得出电流的热效应的概念）

电热的大小可能与导体的电阻有关。

学生结合生活实际进行猜想:

电流、电压、电阻、通电时间……

学生举例证明猜想的合理性。

学生讨论：

实验时要控制电路中的电流相等，改变电阻，比较在相同时间内放出热量的多少。

的多少

可以通过加热相同物体，比较物体吸热升温

学生观察实验装置讨论得出：

1．本装置研究电热与电阻的关系。

2．电阻串联，可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

电流I/A

R1

R2

电阻/Ω

产生热量（多/少）

4．实验数据表格

学生根据实验数据，得出结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生观察实验装置讨论得出：

1．本装置研究电热与电流的关系。

2．使右边容器中的电阻丝中的电流与左边容器中的电阻丝不等（左边电流大于右边电流）。

3．通过左右两管液面的高度差来比较，液柱上升的越高，放出热量越多。

4．实验数据表格

电阻R/Ω

R1

R2

电流I/A

产生热量（多

/少）

学生根据实验数据，得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。

学生总结以上两个实验：

电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关，电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。

培养学生总结问题的能力。

能力。

由生活现象培养学生发现问题并提出问题的

培养学生合理猜想，并分析猜想的合理性。学会排除不合理猜想。

培养学生利用控制变量的方法来设计实验。

通过分析实验装置的合理性来培养学生的设计实验的能力。

培养学生利用转换的方法把不易观察的量转换为易观察的现象。

学会设计实验数据记录表格

会根据实验数据得出结论，利用控制变量的方法准确的描述出结论。

结实验、描述实验结论的能力。

培养学生设计数据记录表格、分析实验、总

培养学生对实验数据综合分析能力。

焦耳定律

介绍科学家焦耳。

英国科学家做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。

如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为Q=I2Rt。

例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少J ？

练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的电流为6．8A，工作10min放出的热量是多少？

了解焦耳在电热上的成就

学生了解焦耳定律的内容，记住公式。

2×48．

学生快速的计算本题中的电热。

Q=I2Rt=（4．55A）4Ω×600s=6×105J

2×32．

学生结合欧姆定律进行计算

Q=I2Rt=（6．8A）3Ω×600s=9×105J

培养学生的人文精神、学习科学家的实事求是的精神。

篇2：焦耳定律教学设计

《焦耳定律》这节课，主要突出的是科学探究过程。在整个教学过程中，不仅使学生掌握了知识，而且培养了他们分析归纳、动手操作、辩证思维的能力，充分体现了以学生为主体的教学思想和从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念。

对于《焦耳定律》这节课，教材中设计了演示实验，由于实验装置比较复杂，且演示实验不能使每一位学生都动手参与，教学效果并不理想，我就决定把这个实验用课件在大屏幕上展示，由学生自己模拟动手。课件模拟过程逼真，学生很快就能自己得出“电流的热效应与导体电流、电阻、通电时间的关系”的实验结论。

本节课中，我利用生活视频和Flash再现生活原型，将需要很多环境和时间的知识与探究过程在短短的一节课内让学生如同亲临，极大地提高了学生的认知范围。在这个过程中不仅教给学生知识，而且交给学生学习知识的方法，使学生终身受益。所以说多媒体课件的应用不仅形象直观，而且能吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，提高了课堂教学的效率。课堂教学是一门缺憾的艺术，再好的教学设计，在实施教学的过程中也难免出现这样那样的缺憾。在教学过程中，我担心教学内容没法按时完成，因此，有些体现学生主动性的动手、动口的活动还不够到位。所以，以后在课堂教学过程中我还应注意多关注学生，充分让学生发表自己的见解。

篇3：焦耳定律教学设计

探究教学的本质是通过论证抵及真相, 论证的途径就是提供证据并解释证据, 这样的课堂过着一种基于证据意识的生活。要建构这样的课堂, 教师就要率先垂范, 正如雅思贝尔斯所说, 教育就是“一棵树摇动另一棵树, 一朵云推动另一朵云, 一个心灵唤醒另一个心灵”。下面以“焦耳定律” (苏科版) 的教学为例, 谈谈如何建构一种基于证据意识的课堂生活。

率先垂范, 让教师过一种基于证据意识的专业生活

案例1学科组研讨片断:

科学探究包含猜想假设、实验设计、交流评价等7个要素。“焦耳定律”这一内容在教学中要不要进行猜想, 在备课的时候老师们存在分歧。

主备人:如果要进行猜想, 会有什么具体困难?

吴老师:除了通电时间外, 学生还会提出影响电热的因素有I、U、R三个量, I、U、R三个量只需要研究任意两个, 除了IR, 还有UR、IU组合, 为什么我们要选择IR组合?

徐老师:如果选IR组合, 似乎可以这样去解释———发热体是电阻丝, 当然要想到电阻;热量是电流通过电阻丝产生的热量, 自然就与电流有关系。

孟老师:你这是知道结果后来讲理由, 站在学生角度来看就有些牵强。电流产生的热量就一定要与电流有关?说与电压有关就不成?难道说“老婆饼”里面就一定有“老婆”?这是“从终点看起点”, 而不是带领学生一起“从起点走向未知的终点”。

徐老师:说得有道理。我的理由缺乏说服力。

主持人:这个猜想对老师来说如此难以处理, 让学生来识别哪一种猜想更有价值, 想必难度更大, 因为他们的逻辑知识应当比我们老师要欠缺一些。我们换一个角度来思考, 这里的猜想教学价值大吗?还需要猜想吗?能不能将这个要素在探究中省略掉?

龚老师:当然要猜想, 猜想是培养学生探究能力的一个主要环节, 省略也就意味着一种价值的损失。

徐老师:我建议放弃猜想。因为我无法有理有据地让实验设计落在I、R、t上。我讲不出合理的依据, 那么对猜想因素的选择就是一种野蛮的灌输。

蒋老师:我也建议“放弃猜想”, 将节省下来的时间重点放在实验设计上, 强化在实验设计中学生能力的培养。

焦耳定律的猜想是教学的难点。要不要猜想, 老师们经过协商最后达成了共识:把教学的重点放在实验设计上。的确, 猜想需要逻辑知识和学科知识的支撑, 如果学生不具备相关知识的话, 即便有猜想的教学过程也不会产生实质性的学习效果。与其面面俱到蜻蜓点水, 不如走向深入各个击破。

过基于证据意识的专业生活, 意味着我们不仅关心教研组内伙伴的主张, 而且关注他们的主张背后的证据。探究有许多素材, 我们需要整体规划。有的需要凸显猜想的价值, 有的需要凸显实验设计的价值, 有的需要凸显数据处理的价值。在有限的时间里, 我们要将价值最大化, 这是将探究深化的主要途径。

教学设计, 让师生过一种基于证据意识的课堂生活

案例2实验设计片段:

经过讨论, 要研究电热与电阻的关系, 让两只电阻串联在同一电路中, 有什么方法比较产生热量的多少呢?

生1:可以用手摸, 越烫的电阻, 产生的热量越多。

生2:我认为, 他的方法有缺陷, 如果产生热量差别不大, 用手摸是很难区分的。

生3:使用对热敏感的器材, 如热敏电阻和电流表, 接入相同的电路。

师:说详细一点。

生3:假如R1产生的热量多, 它下面的热敏电阻阻值变大, 电流变小, 就可以判断了。

师:欧姆定律使用恰当, 问题是安装的技术要求比较高。

生4:还可以融化相同质量的冰, 先融化完的, 产生的热量就多。

师:哪种方法可操作?大家谈谈自己的看法。

生5:融化冰块的方法, 在操作上肯定是很困难的。用温度计直接测量或用热敏电阻, 这两个方法理论上也许是可以的, 但在实际操作时, 会有很多的热量损失, 会导致现象不明显。

师:你找到了它们的问题:很多的热量损失。该怎么改进呢?

生6:可以加热封闭在烧瓶里的水, 这样放出的热几乎都被水吸收了, 用温度计测量水温度的变化, 温度上升得越多, 说明电产生的热量就越多。

生3:这个方法很妙!你怎么想到的?

生6:Q放=Q吸=cm△t, 控制c和m相同, △t越大, 可说明Q放越大。

生7:你的主意真的很好。我来个锦上添花———水的比热容太大, 温度升高不明显, 请换用比热容小的, 比如煤油。

教师把探究的侧重点放在实验设计环节上, 学生们就充分享受了这个环节。在没有标准答案的前提下, 学生用生活经验、已有的知识对实验进行设计和改进, 这样有理有据的设计让他们的思维得到很好的锻炼:从“用手摸”到“用温度计测量”, 是对实验精确程度的改进;从“直接用温度计测量”到“加热水比较温度升高的变化”是对能量损失带来的不精确的改进;把“水”改成“煤油”是出于实验效果的改进。学生的思维是充满活力的, 也是有较大差异的。实验方案完善的过程, 也是学生证据意识展现的过程, 更是思维发展的过程———学生讨论自主设计的实验方案, 批判性地考查他人的观点, 通过小组协商的方式使群体的智慧为每一个个体所共享, 内化为个体的智慧, 拓展了个体知识视野。在这个过程中, 无论是潜力生还是优秀生, 都可以品尝到成功, 体验并实现自我发展。学生参与实验设计的过程, 不是简单地在教师指导下的模仿, 而是在不断地质疑、不断地修正、多元化地理解下共同改进的结果。

篇4：高中焦耳定律的教学建议

【关键词】  高中 物理教学 教学建议

【中图分类号】  G633.7                          【文献标识码】  A                                             【文章编号】  1992-7711（2015）07-044-02

一、实验创新背景

焦耳定律只涉及到电能转化为内能的问题，电路的电能除了转化为内能外，还可以转化为机械能、化学能与磁场能，由于高中物理教学中不涉及反电动势的问题，高中教学常常只讨论纯电阻电路，所以许多高中学生也常常认为UI、I2R和U2/R 三者总是相等的，对电路中能量的转化问题，出现了认识偏差。

教育科学出版社《高中物理选修3-1》第二章恒定电流6焦耳定律 电路中的能量转化，该节先讲“电功和电功率”，再讲“焦耳定律、热功率”，最后讲“电路中的能量转化”。在“电路中的能量转化”中虽然也谈到电动机电路的P电=P热+P其他问题 ，在“练习与评价”中，五道习题中也有一道排气扇的题目，其他全是纯电阻的习题。

初中学生在准备中考时，关于电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt 的习题做过几百、上千道，对于这些公式掌握的非常熟练。现在高中的学生，还认为无论什么情况下，初中讲的欧姆定律都成立，认为UI、I2R和U2/R 总是相等的。殊不知初中讲的欧姆定律也有不适用的时候，这种情况下，上述三个公式就不再相等了，其中，U2/R甚至没有意义了。

基于这种情况，我们认为高中关于焦耳定律的教学，应该在学生能够熟练运用电功率UI与热功率I2R; 电功UIt与电热I2Rt这些公式的基础上，从欧姆定律不适用的问题入手，例如从电动机电路入手，讨论在这种情况下， UI与I2R; UIt与I2Rt各自的物理意义，以及它们何时相等，何时又不相等……等问题。与此同时渗透如下的思想：“算清电路中各种能量之间的关系（有人称之为“能量账”），是加深理解电路问题的基础，也是解有关电路习题的基础。”

实现我们上述设计思想的关键，在于能否用实验演示出：电动机电路中，输入的电功率UI等于热功率I2R与输出的机械功率之和，该实验的误差只要控制在10%之内，就算成功。

二、实验创新作品教学（即使用说明）

上课伊始。老师为学生演示电动机的实验，说明

电能————→机械能

根据电动机上面都贴着电动机的电阻，大约11.2Ω，两端接有12.2V，让学生猜想电动机工作时，电路中的电流多大？——学生大多根据初中的欧姆定律，猜想电流大约为1 A——而实验验证（如图1）实际结果却是0.07A——为什么？

由此总结出：在电动机的电路——有电能转化为机械能，不能再用我们初中的欧姆定律来计算电路的电流。

计算这种状态下，电动机获得多大的机械能？

已知：U=12.2V、I=0.07A、R=11.2Ω

电路的输入功率为：UI=12.2×0.07=0.854 （W）

发热功率为：I2R =0.072×11.2=0.055 （W）

电动机获得的机械功率：P机= UI - I2R =0.799W

由这部分机械功率“干什么了？”——引出这部分机械功率主要转化成为克服摩擦的功率。——为本堂课最后半定量实验的修正埋下伏笔。

仍然利用图四的实验，用手指增加电动机轴的摩擦力，发现电动机变慢，电路电流增大;摩擦力越大，转速越慢，电路电流越大。如果将电动机的轴用手指捏死，通过电动机的电流倒是1.1A 。

由这些实验，得出如下结论：

1.电动机工作时，初中学习的欧姆定律不再适用，通过电动机的电流与电动机的工作状态有关。

2.电动机不转，没有机械功率输出，已经不成为电动机了，这时电路就是纯电阻电路了，初中欧姆定律当然成立了。

请注意：使用电动机时，如果电动机卡死不转，电路的电流与发热功率都很大，可能很快将电动机烧毁。这是个极端—甚至是破坏性的实验，时间不能长。这时，应该尽快把电源断开。

为了深入探讨电路中的能量转化关系，再演示一个半定量实验：让电动机吊起一个m=300g的砝码，在匀速上升（并用打点计时器测量其速度为V=0.61m/s）的过程中，讨论电路能量之间的关系。实验装置如图1所示。

实验数据还有： U=12.2V ;  I=0.3A ;  R=11.2Ω

输入功率：UI = 12.2×0.3=3.66（W）

发热功率： I2R = 0.32×11.2=1.008（W）

提升重物的机械功率 P机=Fv=mgv =1.793（W）

为什么 I2R+P机=2.801W 不等于UI=3.66W 呢？相差还不少。问题出在哪里？

由于我们没有计算电动机转动轴消耗的摩擦功率，必然引起误差—如何测定这部分的摩擦功率呢？——我们无法测定这部分功率，但，可以借助同样的电动机在同样的电压下空转时，克服转动轴摩擦功率的大小，来进行修正。

由前述的伏笔可知：P机2=UI- I2R=0.799（W） ，这样发热功率、提升重物的功率与克服摩擦的功率之和：I2R+ P机+ P机2=1.008+1.793 +0.799=3.60（W）

与输入功率：UI = 12.2×0.3=3.66（W） 比较，两者就很接近了，误差大约2% 。”

本课的总结略。

四、实验创新展望（本标题最好改为：几点说明）

1.本课的半定量实验中，测定重物上升中段的速度，也可以用三个光电门，在上升中段相近的三个点进行测定。这样在课堂上可以重复两次、三次实验，而不用播放事先录制的录像，增加实验的真实性与可信度。

2.《新课程标准》提倡：尽量让学生亲自通过实验，体验某些物理过程。

学生实验的小电动机型号为PPN13PB125C，售价5元/台，外型如图2所示。电阻约6Ω。实验时，电动机接3V电压，短路（卡死）电流约0.5A  ;空载电流约0.05A 。其实验数据也可以很好反映电动机工作的定性情况。

3.有老师对小型电动机的电阻有如下意见：用电阻表测定小型电动机的电阻，离散度很大，几乎没有一个集中的数值。

对于型号为PPN13PB125C小电动机，我们用电阻表测定其电阻，令转子在不同位置，只要转子不动，其电阻都在6.2-6.4Ω之间。另一种测定方法：电动机接3V电压，转子在不同位置，短路（卡死）电流大约0.5A ，因此算出电阻约6Ω ，两种测定方法一致。

对于电动机的电阻问题，我们有如下的看法：

直流电动机应用非常广泛，工艺也已经很成熟了;电工学中有关直流电动机的理论也已经很成熟了，所以，电动机的电阻不可能成为不解之谜！。

篇5：焦耳定律教学设计

主要内容是电流通过导体时，电能转化成热与电流、电阻、通电时间有关；电热的利用和防止。本节课的设计的体现从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养良好的思维习惯。

根据学生实际和课程标准的要求进行设计，通过学生的观察和生活经验，提出问题，进行分析，共同归纳总结。教学中应该充分地相信学生，给学生活动的空间，真正的让学生成为学习的主人，在实验的过程中学生也可能提出许多问题，教学中一定要发挥学生的主体作用，尤其是在大力提倡科学探究的今天。在教学过程中要让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性，与思维分析能力，培养了学生解决问题的能力，并将所学到的知识与实际相联系，使学生达到学以致用。

通过本节课的教学，我进一步相信我的学生，相信他们的能力，在今后的教学中，充分发挥学生学习的主动性，主有让他们爱学、会学，我们教师才能真正走出多年的困惑，不要一为地强调结果，让我们更多地关注过程吧，只有这样结果才会更加美好。

篇6：焦耳定律教案

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：

篇7：焦耳定律教案

学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，不但是学习后续知识的基础，而且是学习电工的基础。所以，本节课不但是物理知识的传授课，更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。

教学目标

1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。

2.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3.知道电功率和热功率的区别和联系。

4.通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。

5.通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步培养辩证唯物主义的观点。

教学重点难点

电功和电热的计算是本节课的教学重点，围绕这个教学重点，具体实施教学时，会出现这样几个教学难点：电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。

教学方法与手段

1.采用问题解决式，引导学生联系前面电场力的知识，推导电流做功的表达式。

2.密切联系实际，通过实例分析让学生明确各种电能与其他形式的能的转化情况。

3.进行演示实验，让学生明确纯电阻电路与非纯电阻电路在能量转化时的区别。

eq o(sup7，sdo5(课前准备))

教学媒体

投影仪、多媒体课件、滑动变阻器、小电风扇、电压表、电流表、电源、电键、导线。

知识准备

电场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律。

eq o(sup7()，sdo5(教学过程))

导入新课

[事件1]

教学任务：创设情境，导入新课。

师生活动：

问题导入：

问题1：用电器通电后，可以将电能转化为其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，说明其能量的转化情况。

参考示例：电灯把电能转化为内能和光能;电炉把电能转化为内能;电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，遵循能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

问题2：电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?

本节课我们学习关于电功和电功率的知识。

推进新课

[事件2]

教学任务：推导电流做功的表达式

师生活动：

思考并讨论：(多媒体打出画面)一段导体长为L，横截面积为S，电阻为R，在导体两端加上电压U，通过导体的电流为I。

图2.5-1 推导电流做功的表达式

(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的?

参考答案：电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。

(2)利用学过的知识，推导一下经过时间t，电流做的功。

可能出现的结果：学生无从下手。可通过问题引导学生思考并推导出公式来。

请同学们思考下列问题：

(1)电场力做功的定义式是什么?

(2)电流的定义式是什么?

参考答案：(1)在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，则电场力做功W=qUAB。

(2)电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。

对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q，则通过导体截面电荷量为q，I=q/t)，所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

结论：电功

(1)定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。

(2)表达式：W=IUt。

①物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压U、电路中电流I和通电时间t成正比。

②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。

③单位：焦耳(J) 1 J=1 V·A·s。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。

[事件3]

教学任务：推导电功率的表达式。

师生活动：

问题引导：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。(例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。)电流做功不仅有多少，而且还有快慢，如何描述电流做功的快慢呢?

参考答案：可以用单位时间内电流所做的功，即电功率表示做功的快慢。

结论：电功率。

(1)定义：单位时间内电流所做的功。

(2)表达式：P= eq f(W，t) =IU(对任何电路都适用)。

(3)单位：瓦特(W)，1 W=1 J/s。

【说明】电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多;电流做功慢，但做功不一定少。

(4)额定功率和实际功率

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

【说明】最后应强调：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。

[事件4]

教学任务：焦耳定律

师生活动：

思考并讨论：电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，那么，电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?

结论：英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。

(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。

表达式：Q=I2Rt。

(2)热功率：单位时间内的发热量，即P=Q/t=I2R。

思考并讨论：电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢?

可能出现的结果：学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，所以，放出热量Q=W=I2Rt。

这里有一个错误：Q=W，可通过问题引导学生思考并找出来：

●何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?

●什么电路中Q=W?什么电路中W≠Q?(W>Q)?为什么?举实例

●欧姆定律I= eq f(U，R) 及变形公式适用条件是什么?为什么?

参考答案：

(1)电流有可能转化为其他形式的能。如：电吹风、电解槽、电池。

(2)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W=Q，这时W=Q=UIt=I2Rt;关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，这时W>Q，即W=Q+E其他或P=P热+P其他、UI=I2R+P其他。

(3)欧姆定律I= eq f(U，R) 及变形公式适用条件是纯电阻电路。

篇8：焦耳定律实验的改进

在平底烧瓶中装满煤油, 把不同阻值的电阻丝放入瓶中, 给电阻丝通电后比较质量相同的煤油温度升高的情况, 判断哪个电阻产生的热量多.此实验中有以下不足.

1.由于瓶塞与瓶口、瓶塞与温度计之间存在缝隙, 一通电煤油受热膨胀就通过缝隙向外溢, 因而做实验很麻烦, 而且根本得不出电流通过导体产生的热量与电流、电阻与通电时间的关系, 效果一直不佳.

2.用煤油作为吸热膨胀物质欠佳, 由于注满烧瓶的煤油质量比较大, 吸收一定的热量后, 温度升高不大, 况且煤油的热膨胀系数较小, 既使用较细的玻璃管做实验, 液柱上升也缓慢, 耗时长.

3.煤油颜色浅, 在玻璃管中上升可见度低.

4.课前准备时需将两烧瓶注满煤油并且要调整两管中煤油高度相同, 不易操作.

我结合自己的教学实践, 对此实验做了如下的改进:用3个定值电阻 (2个阻值为10 Ω, 1个阻值为5 Ω) 电压为3 V的电源, 2个最大阻值为15 Ω的滑动变阻器, 2块演示电流表, 1个开关, 3块外形相同刻有凹槽的红色蜡烛片.

一、 实验演示

1.电阻与电流热效应的关系.实验装置如图2 所示.

(1) 课前准备:

将事先准备好的蜡烛凹槽部分熔化后分别粘在5 Ω、10 Ω定值电阻上

(2) 课堂实验操作步骤如下:

a.先利用投影或辅助黑板介绍改进后的装置, 说明实验目的及研究对象.

b.按图2连接实物并检查线路.

c.调节滑动变阻器的滑片在适当位置.

d.闭合开关给电阻加热, 观察哪一个蜡烛片先掉下来

e.指导学生分析实验现象.从蜡烛片掉下来的先后顺序可以看到, 当电流相等、通电时间相同时, 电阻较大的电阻上的烛片先掉下来, 表明电阻越大电流产生的热量越多.

2.电流、通电时间与电流热效应的关系.实验装置如图3所示.

(1) 课前准备:

将事先准备好的蜡烛凹槽部分熔化后分别粘在2个10 Ω的定值电阻上.

(2) 课堂实验操作步骤如下:

a.先利用投影或辅助黑板介绍改进后的装置, 说明实验目的及研究对象.

b.按图3连接实物并检查线路.

c.调节滑动变阻器的滑片在不同位置.

d.闭合开关给电阻加热, 观察电流表的示数, 观察哪一个蜡烛片先掉下来.

e.指导学生分析实验现象.从蜡烛片掉下来的先后顺序可以看到, 当电阻相同, 电流较大的电阻上的烛片先掉下来, 表明电流越大电流产生的热量越多;分析其中任意一个电阻, 若通电时间越长, 电流产生的热量越大, 表明通电时间越长, 电流产生的热量越多.

通过上述实验结果分析比较, 便可得出焦耳定律的具体内容.

二、实验的优点

1.更换原吸热物质 (煤油) , 利用蜡烛吸热熔化下落比液体直接吸热膨胀现象更明显, 省时, 并且省去实验后洗刷仪器的麻烦.

2.实验过程中蜡烛片是先后掉下来的对比性好, 能吸引学生的注意力, 缩短演示实验时间.

篇9：焦耳定律实验的改进

本实验的关键是如何显示并比较电阻上产生的热量的多少，热量看不见、摸不着.不好测量，我们一般是让电阻产生的热量被其他物体吸收，观察其他物体的变化：

点燃火柴法火柴头放在电阻丝上吸热升温到燃点后会自燃. 由于电阻丝产生的热量大量被周围空气吸收，所以让火柴的温度升高到燃点如果用几节干电池做电源做该实验几乎是不可能的.而学生电源很多条件差的学校是没有的.

熔蜡法蜡吸热会熔化沾在蜡上的火柴棒会掉下来.由于大量的热量散向空中，该方法也很难用干电池做电源在短时间内达到很好的效果.

膨胀显示法将电阻丝放入装煤油的烧瓶中，用液柱上升的高度显示热的多少.但现在已很难在市面上买到煤油了，等等.

在上述诸方案的基础上提示学生：如果用测量温度的方法来做该实验，则固体、液体、气体那种物体吸收电阻丝产生的热量多升温较快？学生很容易想到气体，因为气体的比热容小，相同条件下温度容易升高.按照这个思路进行如下设计：把电阻丝放在一密封的容器中，让电阻丝产生的热量被容器中的空气吸收，测量空气的温度升高的 度数就可比较电阻丝放热的多少.接着让学生继续思考：容器大些还是小些好，哪种容器空气的温度升高的快些？学生很快想到小的好些，让学生自己思考找出一种较小的并且自身是不容易吸热传热的，透明的便于观察的.

学生讨论最终确定用比较常见的果冻盒来做实验，下面详细介绍实验器材和实验步骤.

器材干电池三节、导线四根、开关一个、阻值大小不同的电阻丝二个、果冻盒两个、 温度计两个.电阻丝可用实验室里的5欧电阻丝一个改造而成，改成1.5欧和3.5欧电阻各一个.也可用废旧电热器的电阻丝改造.如熨斗丝、电吹风里的电阻丝.注意用小刀刮去接头处的绝缘漆.也可用火烧的方法去掉绝缘漆.果冻盒：城乡各处小店、超市到处都可买到果冻，用最小的、半圆形的那种即可.吃掉果冻，把盒洗干净晾干即可使用.果冻盒顶部打开一小孔.大小以刚能放入温度计的液泡为好.下部用针扎两个小孔，用来穿电阻丝.如下图接通电路.约2分钟后就会看到两温度计读数变化明显不同.说明电流相同时，电阻越大，电流产生热量越多.用改变电池个数的方法，用该装置也可验证电阻相同时，电流越大，产生的热量越多.可在电路中串联一电流表，避免电路接触不良而导致实验无法进行.

篇10：初中物理焦耳定律教案

【组织形式】学生分组或教师演示

【活动方式】

1.提出问题

2.实验观察

3.讨论分析

【实验方案示例】

1.实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒.

2. 制作方法

把同一根电阻丝分别绕在玻璃棒的两端，绕线匝数比例为1∶8，两线圈相距5cm左右，然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡，使线圈被蜡均匀地包住.点着火柴立即吹灭，靠其余热将两根火柴杆粘在两个线圈上

3.实验步骤

(1)用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈(电阻大)上的火柴杆比匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆先掉.这就表明：在电流强度和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多.

(2)经过较长时间后，匝数少的线圈(电阻小)上的火柴杆也会掉下来.这就说明：通电时间越长，电流产生的热量越多.

篇11：高二物理焦耳定律教案

【教学目标】

（一）知识与技能

1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。

2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3、知道电功率和热功率的区别和联系。

（二）过程与方法

通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。

（三）情感、态度与价值观

通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步掌握能量守恒定律的普遍性。

【教学重点】

电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。

【教学难点】

电功率和热功率的区别和联系。

【教学过程】

（一）复习

1.串并联电路的性质。2.电流表的改装。

（二）进行新课

1、电功和电功率

教师：请同学们思考下列问题

（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么? 学生：（1）电场力的功的定义式W=qU

（2）电流的定义式I=

q t教师：投影教材图2.5-1（如图所示）

如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作

用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。

教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？

学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt

教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。电功：

（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

教师：电功的定义式用语言如何表述？

学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。

教师：请同学们说出电功的单位有哪些？

学生：（1）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.（2）电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。

教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。

（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。（2）定义式：P=W=IU t（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）

［说明］电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。

2、焦耳定律

教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。．．．．．．．设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电

流通过此电阻产生的热量Q。

学生：求解产生的热量Q。

解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR 在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt

由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。产生的热量为

Q=I2Rt

教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。

学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。热功率：

（1）定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。（2）定义式：P热=

Q

2=IR t（3）单位：瓦（W）

（三）研究电功率与热功率的区别和联系。

学生：分组讨论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：

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。

课堂练习

例一： 一个电动机，线圈电阻是0.4欧，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。求（1）电功率是否等于热功率？（2）这台电动机的机械功率是多少？

解：本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功率P热、转化为机械能的功率P机

。三者之间遵从能量守恒定律，即

P电=P热+P机 由焦耳定律，电动机发热的功率为

P热=I2R 电动机消耗的功率，即电流做功的功率为

P电=IU 因此可得电能转化为机械的功率，即电动机所做机械功的功率

P机=P电-P热=IU － I2R

=5 ×220 －52 ×0.4

=1090w 课堂小结

电功

W=UIt

电功率

P=UI

焦耳热

Q=I2Rt

热功率

P=I2R 纯电阻电路:

电功=电热

电功率=热功率

非纯电阻电路:

电功=电热+其它形式的能量