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[!--downpath--]1、2.5焦耳定理【教學目標】（一）知識與技能1、理解電功的概念，曉得電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進行有關的估算。2、理解電功率的概念和公式，能進行有關的估算。3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。（二）過程與方式通過推論電功的估算公式和焦耳定理，培養中學生的剖析、推理能力。（三）情感、態度與價值觀通過電能與其他方式能量的轉化和守恒，進一步把握能量守恒定理的普遍性。【教學重點】電功、電功率的概念、公式；焦耳定理、電熱功率的概念、公式?！窘虒W難點】電功率和熱功率的區別和聯系?！窘虒W過程】（一）備考1.串并聯電路的性質。2.電壓表的加裝。（二）進行新課1、電功和電功率班主任：請
2、同學們思索下述問題（1）電場力的功的定義式是哪些?（2）電壓的定義式是哪些?中學生：（1）電場力的功的定義式W=qU（2）電壓的定義式I=班主任：投影教材圖2.5-1（如圖所示）如圖所示，一段電路兩端的電流為U，因為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聯通，產生電壓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?中學生：在時間t內，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。班主任：這相當于在時間t內將這種電荷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？中學生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt班主任：在這段電路中電場力所做的功
3、，也就是一般所說的電壓所做的功電功公式和焦耳定律，簡稱電功。電功：（1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電壓所做的功，簡稱電功.（2）定義式：W=UIT班主任：電功的定義式用語言怎么敘述？中學生：電壓在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電流U，電路中的電壓I和通電時間t二者的乘積。班主任：請朋友們說出電功的單位有什么？中學生：（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，也稱“度”，符號是kWh.說明：使用電功的定義式估算時，要注意電流U的單位用V，電壓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。班主任：在相同的時間里，電壓通過不同用家電所做的功通常不
4、同。比如，在相同時間里，電壓通過電力機車的電動機所做的功要明顯小于通過電吊扇的電動機所做的功。電壓做功除了有多少，但是還有快慢，為了描述電壓做功的快慢，引入電功率的概念。（1）定義：單位時間內電壓所做的功稱作電功率。用P表示電功率。（2）定義式：P=IU（3）單位：瓦（W）、千瓦（kW）說明電壓做功的“快慢”與電壓做功的“多少”不同。電壓做功快，但做功不一定多；電壓做功慢，但做功不一定少。2、焦耳定理班主任：電壓做功，消耗的是電能。電能轉化為何方式的能與電路中的熱學器件有關。在純內阻器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內阻器件，其阻值為R，通過的電壓為I，試估算在時間t
5、內電壓通過此內阻形成的熱量Q。中學生：求解形成的熱量Q。解：據歐姆定理加在內阻器件兩端的電流U=IR在時間t內電場力對內阻器件所做的功為W=IUt=I2Rt因為電路中只有純內阻器件，故電壓所做的功W等于電熱Q。形成的熱量為Q=I2Rt班主任強調：這個關系最初是化學學家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定理，朋友們在小學早已學過了。中學生活動：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稱作熱功率。（2）定義式：P熱=I2R（3）單位：瓦（W）（三）研究電功率與熱功率的區別和聯系。中學生：分組討論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
6、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流U和通過的電壓I的乘積。熱功率是在某段電路上因發熱而消耗的功率電功公式和焦耳定律，決定于通過這段電路的電壓的平方I2和內阻R的乘積。（2）電功率與熱功率的聯系若在電路中只有內阻器件時，電功率與熱功率數值相等。即P熱=P電班主任強調：若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部份轉化為機械能或物理能，只有一少部份轉化為內能，這時電功率小于熱功率，即P電P熱。課堂練習例一：一個電動機，線圈內阻是0.4歐，當它兩端所加的電流為220V時，通過的電壓是5A。求（1）電功率是否等于熱功率？（2）這臺電動機的機械功率是多少？解：本題涉及三個不同的功率：電動機消耗的電功率P電、電動機發熱的功率P熱、轉化為機械能的功率P機。兩者之間遵照能量守恒定理，即P電=P熱+P機由焦耳定理，電動機發熱的功率為P熱=I2R電動機消耗的功率，即電壓做功的功率為P電=IU因而可得電能轉化為機械的功率，即電動機所做機械功的功率P機=P電-P熱=IUI2R=5220520.4=1090w課堂小結電功W=UIt電功率P=UI焦耳熱Q=I2Rt熱功率P=I2R純內阻電路:電功=電熱電功率=熱功率非純內阻電路:電功=電熱+其它方式的能量電功率=熱功率=其它方式的功率