講課班主任：
講課內(nèi)容：焦耳定理電路中的能量轉(zhuǎn)化
§2.6焦耳定理電路中的能量轉(zhuǎn)化
課題§2.6焦耳定理電路中的能量轉(zhuǎn)化
課型新講課（1課時）任務(wù)剖析內(nèi)容剖析
焦耳定理是高中學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，本節(jié)是從電場力做功和能量轉(zhuǎn)化這個更高的視角來理解焦耳定理。
電路中的能量轉(zhuǎn)化是普遍的能量守恒在閉合電路中的具體表現(xiàn)，彰顯為電源提供的總能量一部份用于自身發(fā)熱，一部份供給外電路；同時，從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度來理解閉合電路歐姆定理，可使中學(xué)生對歐姆定理的認(rèn)識愈發(fā)深入。
教材剖析
本節(jié)課選自教科版新課標(biāo)《選修3-1》第二章第六節(jié)。
在教學(xué)中的地位和作用：閉合電路中的能量守恒是對功能關(guān)系的進一步認(rèn)識，是中學(xué)生對能量的轉(zhuǎn)化和守恒思想的進一步把握，同時也能進一步理解閉合電路歐姆定理。
在中考中的地位：它是解決熱學(xué)綜合題的核心，而這類問題又常伴隨著較為復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)化過程，如電路中包含有電動機、風(fēng)扇等非純內(nèi)阻家電。考查中學(xué)生思維能力、分析能力，所以在中考中也是必考點。
教材的結(jié)構(gòu)特征：本節(jié)課有利于中學(xué)生加深守恒的觀念，為今后熟練運用各類守恒定理打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。教材這樣的安排符合新課標(biāo)強調(diào)的：注重數(shù)學(xué)概念和規(guī)律的教學(xué)，強化培養(yǎng)中學(xué)生能力的觀點。
課標(biāo)剖析
1）學(xué)習(xí)終生發(fā)展必備的化學(xué)基礎(chǔ)知識和技能，了解這種知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)況及發(fā)展趨勢。
2）學(xué)習(xí)科學(xué)探究方式，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運動化學(xué)知識和科學(xué)探究方式解決一些問題。
3）保持好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探求興趣，在堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)心態(tài)與科學(xué)精神焦耳定律內(nèi)容和計算式，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會責(zé)任感。
4）了解科學(xué)與技術(shù)，經(jīng)濟和社會的互動作用，認(rèn)識人與自然、社會的關(guān)系，有可持續(xù)發(fā)展意識和全球觀念。中學(xué)生剖析認(rèn)知特征
中學(xué)生處于從形象思維導(dǎo)具象思維過度階段焦耳定律內(nèi)容和計算式，便于接受形象、直觀的知識，具備一定的具象能力。
2、知識經(jīng)驗
中學(xué)生早已在中學(xué)學(xué)習(xí)過有關(guān)焦耳定理的基本概念，曉得焦耳定理的表達式及其化學(xué)意義，能運用焦耳定理解決簡單的估算題。通過第一章電場力做功及電勢能的表達式、第二章電荷量與電壓、時間的關(guān)系，電動勢與非靜電力等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，中學(xué)生對力做功致使能量發(fā)生轉(zhuǎn)化有了更深認(rèn)識。結(jié)合功能變化關(guān)系，利使勁做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化這一思想推導(dǎo)入電源內(nèi)部和外部能量轉(zhuǎn)化大小的表達式。符合由特殊到通常的認(rèn)識規(guī)律。這樣學(xué)習(xí)電路中的守恒定理中學(xué)生比較容易理解。
3、生活經(jīng)驗
中學(xué)生曉得電壓通過用家電會促使用家電發(fā)熱，也曉得這是電壓的熱效應(yīng)。并且不清楚熱量從何而至，熱量的數(shù)學(xué)意義是哪些。須要在課上向中學(xué)生點明。三維目標(biāo)
知識與技能：
1、知道電功是指電場力聯(lián)通電荷所做的功，做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他方式能量的過程；
2、理解電功、電功率的概念及表達式的數(shù)學(xué)意義，并能用電功的公式進行有關(guān)的估算；
3、知道電功率、熱功率的聯(lián)系和區(qū)別；
4、能從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來理解閉合電路歐姆定理。
過程與方式：
1、通過對非純內(nèi)阻電路能量變化的探究，提升剖析論證能力；
2、通過對電路中能量轉(zhuǎn)化的探求，養(yǎng)成歸納、總結(jié)的科學(xué)思維方式。
情感、態(tài)度與價值觀：
1、體會科學(xué)探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學(xué)心態(tài)；
2、掌握靈活處理實際問題能力，增強推理論證能力；
3.、通過學(xué)習(xí)進一步感受能量守恒定理的普遍性。教學(xué)重點1、焦耳定理的得出及應(yīng)用；
2、電路中能量守恒定理的推論及理解。教學(xué)難點1、從能的轉(zhuǎn)化角度理解電功率和熱功率的關(guān)系。
2、能按照研究對象正確選擇公式進行估算。
教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過程教學(xué)思想【新課導(dǎo)出】
創(chuàng)設(shè)情景，引底盤
【習(xí)得階段】
激活知識，激起經(jīng)驗
把握技能，探究規(guī)律
認(rèn)識現(xiàn)象，構(gòu)建概念。
激活知識，激起經(jīng)驗
把握技能，探究規(guī)律
【鞏固階段】
深入剖析，評估學(xué)習(xí)
練習(xí)提升，促使遷移
練習(xí)提升，促使遷移【動畫導(dǎo)出】愛迪生發(fā)明白熾燈照耀世界，卻不曾料想白熾燈存在著能量的巨大浪費----選擇何種燈泡節(jié)能呢？通過動漫來了解。
【提問】為什么節(jié)能燈有節(jié)能的療效？
引導(dǎo)中學(xué)生思索白熾燈和節(jié)能燈相比，能量浪費在了那里？這就須要對電路中的能量轉(zhuǎn)化進行剖析。
【回顧】在電源內(nèi)部，通過非靜電力做功，使電瓶中的物理能轉(zhuǎn)化為電能，假如已知電源電動勢E、電流I以及通電時間t，能夠求出非靜電力所做的功。
依據(jù)電動勢的定義式，可知W非=qE=IEt表示電源能提供的電能
【類比】電荷在電源內(nèi)部獲得電能，在外電路上，通過電場力做功，將電源輸出的電能轉(zhuǎn)化為其他能量，若已知內(nèi)阻兩端的電流U、通過的電壓I以及所用的時間t，能夠求出電場力所做的功。
按照第一章公式，可得W=qU=IUt，表示外電路消耗的電能。
【提問】如何評判電場力做功的快慢？
電功率。將其定義為電場力做功與做這種功時間的比值。
電場力做功越快，說明電能向其他能量的轉(zhuǎn)化越快。
【創(chuàng)設(shè)情景】由生活經(jīng)驗可知，當(dāng)電壓流過用家電一段時間后，用家電會發(fā)熱。如電視機后蓋，燈泡殼體等。
【提問】為何電壓流過用家電，用家電都會發(fā)熱？
【分析】以通電的金屬導(dǎo)體為例進行剖析。
在金屬導(dǎo)中，有能自由聯(lián)通的自由電子和位置相對固定的金屬正離子，自由電子在電場力作用下做定向加速運動，在運動過程中，不可防止的與金屬正離子發(fā)生碰撞，把定向運動所獲得的動能不斷轉(zhuǎn)移給正離子，使正離子熱運動激化，導(dǎo)體氣溫下降，因為碰撞，可覺得自由電子整體的運動速度不變，而將電能轉(zhuǎn)化為金屬正離子的內(nèi)能，而內(nèi)能的變化剛好可以用熱量來評判。若燈泡充溢的熱量越多，說明獲得的內(nèi)能越多。
【說明】可用熱量來描述內(nèi)能的變化。
【探究】熱量的大小與什么誘因有關(guān)？
【猜測】根據(jù)導(dǎo)體內(nèi)部電子的運動情況，可知，對同種導(dǎo)體而言，相同時間內(nèi)，電壓越大，可自由聯(lián)通的電子數(shù)量越多，與金屬正離子的碰撞越多，因而熱量越多，可推測電壓越大，熱量越多；同理，對同種導(dǎo)體而言，若延長通電時間，則自由電子和金屬正離子的碰撞次數(shù)也會降低，推測通電時間越長，熱量越多；對不同導(dǎo)體而言，內(nèi)阻率不同。內(nèi)阻率越大，內(nèi)部金屬正離子的制約越多，碰撞也會減緩。推測內(nèi)阻越大，熱量越多。
【結(jié)論】英國科學(xué)家焦耳通過大量的實驗證明內(nèi)阻形成的熱量等于電壓的平方、電阻以及通電時間二者的乘積，我們將此定理稱為焦耳定理，但是將電壓通過內(nèi)阻形成的熱量稱為焦耳熱。表達式：Q＝I2Rt，單位：焦耳
【應(yīng)用】電流的熱效應(yīng)在生活中有著許多的應(yīng)用。能夠舉例？
如：電熱毯、電熨斗、電飯煲等。
在諸多的應(yīng)用中，有一種家電非常危險，卻屢禁不止，這個家電的名子稱作“熱得快”，由它所引起的火警在新聞中屢見不鮮。它的名子的涵義可用數(shù)學(xué)學(xué)中的一個數(shù)學(xué)量來描述。即熱功率。
【分析】定義：熱功率表示阻值通電所形成的熱與形成這種熱所用時間的比值。
“熱得快”，可以理解為內(nèi)能的改變快，或則說它的熱功率大。實驗室中的阻值功率一般只有幾瓦，市場上10元一個的“熱得快”功率卻有1200W，相比于大部份中學(xué)生寢室所限制的300W來說，遠遠超出了范圍，降低了用電的不安全性。
【提問】電功率和熱功率通過歐姆定理進行變型即可互相轉(zhuǎn)化，這么電功率和熱功率相等嗎？