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2019-2020年新課標(biāo)人教版3-1選修三3.1《磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)》WORD教案5 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立 2．知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)類(lèi)比和分析使學(xué)生對(duì)電源的的概念、導(dǎo)線中的電場(chǎng)和恒定電流等方面的理解。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。 三、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。 難點(diǎn)：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念。 四、教學(xué)過(guò)程 （一）先對(duì)本章的知識(shí)體系及意圖作簡(jiǎn)要的概述 （二）新課講述----第一節(jié)、導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流 1．電源： 先分析課本圖2。1-1 說(shuō)明該裝置只能產(chǎn)生瞬間電流（從電勢(shì)差入手） 【問(wèn)題】如何使電路中有持續(xù)電流？（讓學(xué)生回答—電源） 類(lèi)比：（把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類(lèi)比）如圖2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細(xì)管連起來(lái)，則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，從水池A運(yùn)動(dòng)到水池B。A、B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。 教師提問(wèn)：怎攔才能使水管中有源源不斷的電流呢? 讓學(xué)生回答：可在A、B之間連接一臺(tái)抽水機(jī)，將水池B 中的水抽到水池A中，這樣可保持A、B之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。 歸納： 電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置。（從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置） 2．導(dǎo)線中的電場(chǎng)： 結(jié)合課本圖2。1-4分析導(dǎo)線中的電場(chǎng)的分布情況。 導(dǎo)線中的電場(chǎng)是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場(chǎng)，可將該電場(chǎng)分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動(dòng)，形成電流；垂直于導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場(chǎng)，該電場(chǎng)將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場(chǎng)，直到使導(dǎo)線中該方向合場(chǎng)強(qiáng)為零，而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只存在定向移動(dòng)。因?yàn)殡姾傻姆植际欠€(wěn)定的，故稱(chēng)恒定電場(chǎng)。 通過(guò)“思考與討論”讓學(xué)生區(qū)分靜電平衡和動(dòng)態(tài)平衡。 恒定電場(chǎng)：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱(chēng)恒定電場(chǎng)。 3．電流（標(biāo)量） （1）概念：電荷的定向移動(dòng)形成電流。 （2）電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向。 （3）定義：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用的時(shí)間的比值。定義式： 電流的微觀表示： 取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C，橫截面積為S，導(dǎo)體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷帶的電量為q，則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面C的電量Q是多少？電流I為多少？---引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo) 老師歸納：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 這就是電流的微觀表示式。 （4）單位：安培（A），1 A =103mA = 106A （5）電流的種類(lèi) ① 直流電：方向不隨時(shí)間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動(dòng)直流電兩類(lèi)：其中大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時(shí)間改變而大小隨時(shí)間改變的電流叫脈動(dòng)直流電。 ② 交流電：方向和大小都隨時(shí)間做周期變化的電流。 【問(wèn)題】如何用圖象表示直流電和交流電？ 分析課本例題（詳見(jiàn)課本，這里略） 通過(guò)例題分析讓學(xué)生把電流與導(dǎo)線內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)的速率聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)說(shuō)明定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率是兩個(gè)不同的概念。 （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié) （四）鞏固新課：1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容 2、完成P43問(wèn)題與練習(xí)：作業(yè)1、2，練習(xí)3。 第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)（1課時(shí)） 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1． 理解電動(dòng)勢(shì)的的概念及定義式。知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)類(lèi)比的方法使學(xué)生加深對(duì)電源及電動(dòng)勢(shì)概念的理解。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 了解生活中電池，感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步 二、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)的的概念 難點(diǎn)：對(duì)電源內(nèi)部非靜電力做功的理解 三、教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù)習(xí)上課時(shí)內(nèi)容 要點(diǎn)：電源、恒定電流的概念 （二）新課講解-----第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì) 〖問(wèn)題〗1。在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么？（自由電子） 2．在外電路中電流的方向？（從電源的正極流向負(fù)極） 3．電源是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流？ 結(jié)合課本圖2。2-1，講述“非靜電力”， 利用右圖來(lái)類(lèi)比，以幫助學(xué)生理解電路中的能量問(wèn)題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí)，由于重力做功，水的重力勢(shì)能減少，轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差，故欲使水能流回到A池，應(yīng)克服重力做功，即需要提供一個(gè)外力來(lái)實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置，使水克服重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。重力做功、克服重力做功以及重力勢(shì)能與其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)生易于理解和接受，在做此鋪墊后，電源中的非靜電力的存在及其作用也就易于理解了。 兩者相比，重力相當(dāng)于電場(chǎng)力，重力做功相當(dāng)于電場(chǎng)力做功，重力勢(shì)能相當(dāng)于電勢(shì)能，抽水機(jī)相當(dāng)于電源。從而引出— 1．電源（更深層的含義） （1）電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。 （2）非靜電力在電源中所起的作用：是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。 【注意】在不同的電源中，是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。 再與抽水機(jī)類(lèi)比說(shuō)明：在不同的電源中非靜電力做功的本領(lǐng)不同---引出 2．電動(dòng)勢(shì) （1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。 （2）定義式：E=W/q （3）單位：伏（V） （4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。 【注意】：① 電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān)。 ②電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)，電源兩極間的電壓。 ③電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。 3．電源（池）的幾個(gè)重要參數(shù) ①電動(dòng)勢(shì)：它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)。 ②內(nèi)阻（r）:電源內(nèi)部的電阻。 ③容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是：Ah，mAh. 【注意】：對(duì)同一種電池來(lái)說(shuō)，體積越大，容量越大，內(nèi)阻越小。 （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié) （四）鞏固新課：1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容 2、完成P46“問(wèn)題與練習(xí)”：練習(xí)1-3 3．調(diào)查常用可充電電池： 建議全班分成若干個(gè)小組，對(duì)可充電電池進(jìn)行調(diào)查，寫(xiě)出調(diào)查報(bào)告，然后在全班交流和評(píng)比。 第三節(jié)、歐姆定律（2課時(shí)） 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、理解電阻的概念，明確導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的特性所決定 2、要求學(xué)生理解歐姆定律，并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題 3、知道導(dǎo)體的伏安特性曲線，知道什么是線性元件和非線性元件 （二）過(guò)程與方法 教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生滲透一些研究物理的科學(xué)方法和分析的正確思路如通過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)物理量之問(wèn)的制約關(guān)系，用圖象和圖表的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律，以及利用比值來(lái)定義物理量的方法等。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 本節(jié)知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用，通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的能力 二、重點(diǎn)：正確理解歐姆定律及其適應(yīng)條件 三、難點(diǎn)：對(duì)電阻的定義的理解，對(duì)I-U圖象的理解 四、教具：電流表、電壓表 、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、電阻、導(dǎo)線、電池組、小燈泡等 五、教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù)習(xí)上課時(shí)內(nèi)容 要點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)概念，電源的三個(gè)重要參數(shù) （二）新課講解-----第三節(jié)、歐姆定律 問(wèn)題：電流強(qiáng)度與電壓究竟有什么關(guān)系？這可利用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究。 1、歐姆定律 演示：如圖，方法按P46演示方案進(jìn)行 閉合S后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，記下觸頭在不同位置時(shí)電壓表和電流表讀數(shù)。電壓表測(cè)得的是導(dǎo)體R兩端電壓，電流表測(cè)得的是通過(guò)導(dǎo)體R的電流，記錄在下面表格中。 U/V I/A 把所得數(shù)據(jù)描繪在U-I直角坐標(biāo)系中，確定U和I之間的函數(shù)關(guān)系。 分析：這些點(diǎn)所在的圖線包不包括原點(diǎn)？包括，因?yàn)楫?dāng)U=0時(shí)，I=0。這些點(diǎn)所在圖線是一條什么圖線？過(guò)原點(diǎn)的斜直線。即同一金屬導(dǎo)體的U-I圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。 把R換成與之不同的R，重復(fù)前面步驟，可得另一條不同的但過(guò)原點(diǎn)的斜直線。 結(jié)論：同一導(dǎo)體，不管電流、電壓怎么樣變化，電壓跟電流的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)比值的物理意義就是導(dǎo)體的電阻。 引出------- （1）、導(dǎo)體的電阻 ①定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值，叫做這段導(dǎo)體的電阻。 ②公式：R=U/I（定義式） 說(shuō)明：A、對(duì)于給定導(dǎo)體，R一定，不存在R與U成正比，與I成反比的關(guān)系，R只跟導(dǎo)體本身的性質(zhì)有關(guān) B、這個(gè)式子（定義）給出了測(cè)量電阻的方法——伏安法。 C、電阻反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用 ③單位：歐姆，符號(hào)Ω，且1Ω=1V／A，常用單位：Ω、kΩ、MΩ 換算關(guān)系：1kΩ=103Ω 1MΩ=103KΩ （2）．歐姆定律 ①定律內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。 ②公式：I=U/R ③適應(yīng)范圍：一是部分電路，二是金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液 2、導(dǎo)體的伏安特性曲線 （1）伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫(huà)出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。 （2）線性元件和非線性元件 線性元件：伏安特性曲線是通過(guò)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件。 非線性元件：伏安特性曲線是曲線，即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件。 3、分組實(shí)驗(yàn)：測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線（第2課時(shí)） 按P48實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行，電路改為分壓電路 分發(fā)方格紙，讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表，并在坐標(biāo)紙中建立坐標(biāo)系后做出圖象 要求至少測(cè)6個(gè)點(diǎn)以上 【說(shuō)一說(shuō)】P48 （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié) （四）鞏固新課：1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容 2、完成P48問(wèn)題與練習(xí)：作業(yè)1、3，練習(xí)2。 第四節(jié)、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（2課時(shí)） 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．進(jìn)一步學(xué)習(xí)電路的串聯(lián)和并聯(lián)，理解串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系和電阻關(guān)系，并能運(yùn)用其解決有關(guān)關(guān)問(wèn)題。 2．進(jìn)而利用電路的串、并聯(lián)規(guī)律分析電表改裝的原理。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)復(fù)習(xí)、歸納、小結(jié)把知識(shí)系統(tǒng)化。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)中靈活變通和運(yùn)用。 三、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)是串、并聯(lián)電路的規(guī)律。 難點(diǎn)：難點(diǎn)是電表的改裝。 四、教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù)習(xí)上課時(shí)內(nèi)容 要點(diǎn)：歐姆定律、電阻概念、導(dǎo)體的伏安特性曲線。 （二）新課講解-----第四節(jié)、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 1．串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 先讓學(xué)生回憶初中有關(guān)這方面（串、并聯(lián)電路的規(guī)律）的問(wèn)題，然后讓學(xué)生自學(xué)，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生將串聯(lián)和并聯(lián)加以對(duì)比，學(xué)生容易理解和記憶。 老師點(diǎn)撥：一是要從理論上認(rèn)識(shí)串、并聯(lián)電路的規(guī)律，二是過(guò)程分析的不同，引入電勢(shì)來(lái)分析。從而讓學(xué)生體會(huì)到高中和初中的區(qū)別，也能讓學(xué)生易于理解和接受。 學(xué)生自己先推導(dǎo)有關(guān)結(jié)論，老師最后歸納小結(jié)得出結(jié)論：（并適當(dāng)拓展） （1） 串聯(lián)電路 ①電路中各處的電流強(qiáng)度相等。I=I1=I2=I3=… ②電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U1+U2+U3+… ③串聯(lián)電路的總電阻，等于各個(gè)電阻之和。R=R1+R2+R3+… ④電壓分配：U1/R1=U2/R2 U1/R1=U/R ⑤n個(gè)相同電池（E、r）串聯(lián)：En = nE rn = nr （2）并聯(lián)電路 ① 并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。U=U1=U2=U3=… ② 電路中的總電流強(qiáng)度等于各支路電流強(qiáng)度之和。I=I1+I2+I3+… ③ 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個(gè)電阻的倒數(shù)之和。 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ 對(duì)兩個(gè)電阻并聯(lián)有：R=R1R2/（R1+R2） ④ 電流分配：I1/I2=R1/R2 I1/I=R1/R ⑤n個(gè)相同電池（E、r）并聯(lián)：En = E rn =r/n 再由學(xué)生討論下列問(wèn)題： ①幾個(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個(gè)電阻的幾分之一； ②若不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻； ③若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大； ④若并聯(lián)的支路增多時(shí)，總電阻將減??； ⑤當(dāng)一個(gè)大電阻與一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻。 另外應(yīng)讓學(xué)生明確：串聯(lián)和并聯(lián)的總電阻是串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻，電阻R的作用效果與R1、R2串聯(lián)使用或并聯(lián)使用時(shí)對(duì)電路的效果相同，如教材圖2．4—3和2．4—4所示。分析電路時(shí)要學(xué)會(huì)等效。 引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題與練習(xí)：1題 -------第1課時(shí) 2．電壓表和電流表 ----串、并聯(lián)規(guī)律的應(yīng)用 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G（表頭）改裝而成。 （1）表頭G： 構(gòu)造（從電路的角度看）：表頭就是一個(gè)電阻，同樣遵從歐姆定律，與其他電阻的不同僅在于通過(guò)表頭的電流是可以從刻度盤(pán)上讀出來(lái)的。 原理：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用P98（為后續(xù)知識(shí)做準(zhǔn)備） （2）描述表頭的三個(gè)特征量（三個(gè)重要參數(shù)）④ ①內(nèi)阻Rg：表頭的內(nèi)阻。 ②滿偏電流Ig：電表指針偏轉(zhuǎn)至最大角度時(shí)的電流（另介紹半偏電流） ③滿偏電壓Ug：電表指針偏轉(zhuǎn)至最大角度時(shí)的電壓，與滿偏電流Ig的關(guān)系Ug=IgRg，因而若已知電表的內(nèi)阻Rg，則根據(jù)歐姆定律可把相應(yīng)各點(diǎn)的電流值改寫(xiě)成電壓值，即電流表也是電壓表，本質(zhì)上并無(wú)差別，只是刻度盤(pán)的刻度不同而已。 通過(guò)對(duì)P52的“思考與討論”加深這方面的認(rèn)識(shí)。 （3）表頭的改裝和擴(kuò)程（綜合運(yùn)用串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律） 關(guān)于電表的改裝要抓住問(wèn)題的癥結(jié)所在，即表頭內(nèi)線圈容許通過(guò)的最大電流(Ig)或允許加的最大電壓(Ug)是有限制的。 讓學(xué)生討論，推導(dǎo)出有關(guān)的公式：要測(cè)量較大的電壓(或電流)怎么辦?通過(guò)分析，學(xué)生能提出利用電阻來(lái)分壓(或分流)。然后提出：分壓(或分流)電阻的阻值如何確定? 通過(guò)例1、2的分析、講解使學(xué)生掌握計(jì)算分壓電阻和分流電阻的方法---最后引導(dǎo)學(xué)生自己歸納總結(jié)得出一般公式。 （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié) （四）鞏固新課：1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容 2、完成P48問(wèn)題與練習(xí)：作業(yè)4、5，練習(xí)2、3。 第五節(jié)、焦耳定律（1課時(shí)） 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實(shí)際功率和額定功率。 2．了解電功和電熱的關(guān)系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的適應(yīng)條件。 3．知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱。 4．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。 （二）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)化為其他形式能的過(guò)程。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)一步體會(huì)能量守恒定律的普遍性。 三、重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算。 難點(diǎn)：主要在學(xué)生對(duì)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí)，接受起來(lái)比較困難。 四、教學(xué)過(guò)程： （一）復(fù)習(xí)上課時(shí)內(nèi)容 要點(diǎn)：串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律及綜合運(yùn)用 。 提出問(wèn)題，引入新課 1．通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷做功嗎？（做功，而且做正功） 2．電場(chǎng)力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能，舉出一些大家熟悉的例子：電能→機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī)。電能→內(nèi)能，如電熱器。電能→化學(xué)能，如電解槽。 本節(jié)課將重點(diǎn)研究電路中的能量問(wèn)題。 （二）新課講解-----第五節(jié)、焦耳定律 1．電功和電功率 （1）．電功 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(chēng)電功，通常也說(shuō)成是電流的功。用W表示。 實(shí)質(zhì)：是能量守恒定律在電路中的體現(xiàn)。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，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(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。 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。 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)的電量為q，則通過(guò)導(dǎo)體截面電量為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。 表達(dá)式：W = Iut ① 【說(shuō)明】：①表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。 ②適用條件：I、U不隨時(shí)間變化——恒定電流。 單位：焦耳（J）。1J=1VAs （2）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=W/t=UI（對(duì)任何電路都適用）② 上式表明：電流在一段電路上做功的功率P，和等于電流I跟這段電路兩端電壓U的乘積。 ③單位：為瓦特（W）。1W=1J/s 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(chēng)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。 這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：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。 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)，描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。 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，放出熱量Q=W=I2Rt。這里有一個(gè)錯(cuò)誤，可讓學(xué)生思考并找出來(lái)。 錯(cuò)在Q=W，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？ 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。 2．焦耳定律——電流熱效應(yīng) （1）焦耳定律 內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。 表達(dá)式：Q=I2Rt ③ 【說(shuō)明】：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等于電熱Q；這時(shí)W= Q=UIt=I2Rt （2）熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是電流的功率的表達(dá)式，但物理意義不同。②對(duì)所有的電路都適用，而④式只適用于純電阻電路，對(duì)非純電阻電路（含有電動(dòng)機(jī)、電解槽的電路）不適用。 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(chēng)。即W=Q+E其它 或P =P 熱+ P其它、UI = I2R + P其它 引導(dǎo)學(xué)生分析P56例題（從能量轉(zhuǎn)化和守恒入手）如圖 再增補(bǔ)兩個(gè)問(wèn)題（1）電動(dòng)機(jī)的效率。（2）若由于某種原因電動(dòng)機(jī)被卡住，這時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為多少？ 最后通過(guò)“思考與討論”以加深認(rèn)識(shí)。注意，在非純電阻電路中，歐姆定律已不適用。 （三）小結(jié)：對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié)。并比較UIt和I2Rt的區(qū)別和聯(lián)系，從能的轉(zhuǎn)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(guān)系。在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為電熱，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如機(jī)械能、化學(xué)能)，故電功W大于電熱Q。 （四）鞏固新課： 1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容 2、完成P57問(wèn)題與練習(xí)：作業(yè)2、4，練習(xí)1、3、5。建議在對(duì)1的證明后，把相應(yīng)的結(jié)論歸入串、并聯(lián)電路的規(guī)律中。 補(bǔ)充練習(xí)：某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如上圖所示，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓U=110V，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.90m／s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中電流強(qiáng)度I=5A，求電動(dòng)機(jī)線圈電阻R（g=10m／s2）。（4Ω）