2022年高中物理 第2章 第5節(jié)《電功率（第1課時）》教案 粵教版選修3-1

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1、2022年高中物理 第2章 第5節(jié)《電功率（第1課時）》教案 粵教版選修3-1 一、教學目標 （一）知識與技能 1. 從電能向其他形式能的轉(zhuǎn)化理解電功和電功率的概念，理解電功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系 2. 知道焦耳定律及其在生活生產(chǎn)中的應用 3. 從能量的轉(zhuǎn)化和守恒理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非純電阻電路 （二）過程與方法 通過分析與實驗，區(qū)分電動機等非純電阻用電器的電功和電熱，體會物理學的研究方法。 （三）情感態(tài)度和價值觀 了解、關(guān)注電磁科學發(fā)展對生活、生產(chǎn)的巨大作用，培養(yǎng)學生將科學服務于人類的意識。 二、教學重難點 1. 重點：電功和電功率、電熱與熱功率、純電阻電路

2、和非純電阻電路的關(guān)系 2. 難點：電動機等非純電阻用電器的電功率和電熱率的關(guān)系的理解和應用 三、學情分析 初中已學《焦耳定律》、《電功 電能》、《電功率》三節(jié)，學生已知多個電學概念，并通過實驗得出焦耳定律、電功、電功率等公式，但停留在識記階段。中學階段的物理學習是螺旋式上升的過程，高中對該部分的內(nèi)容有了更進一步的要求，須從本質(zhì)上分析問題，如理解電流做功的實質(zhì)、焦耳定律的推導等，并對實際用電器的功率進行計算。因此，本課教學先通過提問喚醒學生初中的記憶，再層層深入，引導學生探究本質(zhì)問題，最后代入實際電路中進行計算。 四、教學思路 五、教學設計 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設

3、計意圖 新 課 導 入 復習與 引入 【溫故知新】 實驗電路圖：對電阻的功率的測量（初中） 復習測量功率的方法。 【分組實驗】研究電動機的電功率與熱功率的關(guān)系 1、測量電動機正常轉(zhuǎn)動時的U、I 2、測量電動機不轉(zhuǎn)動時的U、I 3、比較電流的變化 4、比較電功率的變化 學生通過回憶已有知識 學生設計實驗并完成實驗 學生描述實驗結(jié)果 ，產(chǎn)生疑問，分析電路電流情況 復習已有知識，為電路計算作鋪墊 設計實驗方法，提高實驗技能 設下疑問，激發(fā)興趣，引發(fā)思考 問題提出 【提出問題】 同一個用電器，電阻不變，在轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的不同狀態(tài)下，電路電流有差異，

4、可見，歐姆定律在某個狀態(tài)或某種電路中是不適用的。如何解釋這一現(xiàn)象？ 【分析】兩個狀態(tài)區(qū)別在哪里？ 從什么角度分析電路電壓、電流的關(guān)系？ 【課題】第五節(jié) 電功率 【學生分析】 轉(zhuǎn)動時：電能轉(zhuǎn)化為熱能與動能 不轉(zhuǎn)時：電能只轉(zhuǎn)化為熱能 因此，從能量轉(zhuǎn)化的角度，對不同電路進行分析，研究電功率 培養(yǎng)分類思想 創(chuàng)設情景 【聯(lián)系生活】 生活中存在著各種各樣的電器（圖）：熱得快、電水壺、電爐、風扇、電吹風等。 【提出問題】這些電器是怎么工作的？從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電器有什么共同點？ 學生總結(jié)用電器的共同特點： 工作時要消耗電能， 把電能轉(zhuǎn)化為不同形式的能

5、 聯(lián)系實際，貼近生活，培養(yǎng)分析與總結(jié)能力。 電功與電功率 電流做功的 實質(zhì) 【提出問題】電能是如何的轉(zhuǎn)化？ 【分析】電流做功 【回憶】初中已學電流做功：W=UIt 【深化】高中從微觀分析電流做功的實質(zhì) 【分析】力學中，做功通常指某個力對某物體做功，在電路中，在一段兩端電壓為U的導體中，自由電荷在靜電力作用下沿靜電力的方向做定向移動，結(jié)果電荷的電勢能減小，其他形式的能增加。 引導學生從力學做功過度到電流做功 。 從本質(zhì)上認識電流做功的實質(zhì) 電流做功的 推導 【推導】如何計算靜電力做的功？ 已知導體兩端電壓為U，電流大小為I。根據(jù)電流的定義，在時間t

6、內(nèi)，從電路左端進入的電荷量為q=It。 所以，在這個過程中，靜電力對電荷做的功是W=Uq，把q=It代入，得W=Uq=UIt 電功的單位是J 學生在老師的引導下推導電功的公式 學會分析、推導，用電學量的定量關(guān)系推導電流做功的公式 電 功 率 【推導】電流做功的快慢？ P=W/t=UI 表示電流做功的快慢。 認識電功率 電熱與熱功率 電流的熱效應 由于能量的轉(zhuǎn)化是通過做功實現(xiàn)的，電流做了功，就意味著能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 那么，電流做功的過程，電能會轉(zhuǎn)化為哪種形式的能？ 最容易讓我們感受到的就是熱能的轉(zhuǎn)化，為什么電流做功總會伴隨著發(fā)熱？ 【引導

7、】微觀解釋。 我們把這種電流發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應。 學生描述發(fā)熱過程： 當電流通過有電阻的用電器或?qū)w時，定向移動的電子與金屬正離子不斷碰撞，使正離子振動加劇，從而產(chǎn)生了內(nèi)能，使導體溫度升高 認識電流發(fā)熱的本質(zhì) 電熱與 焦耳定律 【回憶】如何計算電流發(fā)熱產(chǎn)生的電熱？ 初中學到，英國物理學家焦耳通過精確的實驗得到，電流的發(fā)熱量Q=I2Rt 學生聯(lián)系初中實驗圖，回憶焦耳定律： Q=I2Rt 以初中為基礎，喚醒已有知識，為進一步深化鋪墊 熱 功 率 【類比】與電功相似，除了關(guān)注發(fā)熱的多少，還關(guān)注發(fā)熱的快慢。 【推導】定義“熱功率”，描述電流發(fā)熱的快慢，定義式

8、為：P=Q/t=I2R 學生推導： P=Q/t=I2R 通過類比得到另一種功率的概念 電路中的能量轉(zhuǎn)化 引入 【整理】整理電功、電熱的概念 【提出問題】我們定義了兩種功率——電功率與熱功率，這兩者有什么關(guān)系呢？ 在不同的電路中，電功率與熱功率的關(guān)系是不一樣的（分類） 【演示實驗】燈泡與電動機 ——通電同樣的時間（并聯(lián)），燈泡溫度高，電動機轉(zhuǎn)動 學生分類兩類： 像電燈泡一樣：電能之轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 像電動機一樣：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動能等其他形式的能。 用分類的思想分析問題。 純電阻電路 第一類：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 【推導關(guān)系】根據(jù)能量守

9、恒定律，電功率與熱功率的關(guān)系是：UI=I2R 【定義】純電阻電路 從能量守恒的角度分析電學量的定量關(guān)系 非純電阻電路 第二類：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能。 【推到關(guān)系】UI=I2R+P機， UI>I2R 【定義】非純電阻電路 應用：歐姆定律的適用條件 【演示實驗】電動機串聯(lián)小燈泡示教板 觀察風扇正常工作與卡住時，燈泡的亮度變化，分析實驗現(xiàn)象 【實驗現(xiàn)象】 接通電源：燈泡亮、風扇轉(zhuǎn) 按停風扇：燈泡變更亮 【結(jié)論】電流遠大于原電流 【討論】為什么電動機轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)時，電流會不一樣？ 【解析】純電阻電路：UI=I2R，U=IR，I=U/R，歐姆

10、定律適用 非純電阻電路：UI>I2R，I>U/R，歐姆定律不適用 學生猜想結(jié)果，觀察實驗 學生討論、分析 鍛煉對物理現(xiàn)象的描述能力 提高學生的綜合分析能力，進一步認識歐姆定律的適用范圍 閉合電路的功率 關(guān)系 【提出問題】把部分電路放入全電路進行研究，功率符合什么關(guān)系？ 【推導】E=U外+U內(nèi) 同一電路電流相等，兩邊同時乘以電流I，EI=U外I+U內(nèi)I P總=P電+I2R 回憶公式，深化理解 總結(jié) 從板書歸納知識要點 歸整，提升 六、板書設計 第五節(jié) 電功率 一、電功 W=Uq=UIt 電功率 P=W/t=UI 二、電熱 Q=I2Rt ——焦耳定律 熱功率 P=Q/t=I2R 三、電路中能量的轉(zhuǎn)化 1、電能→內(nèi)能：UI=I2R （純電阻電路） 2、電能→內(nèi)能+其他能：UI>I2R （非純電阻電路） 四、閉合電路的功率關(guān)系 EI=U外I+U內(nèi)I