电功与电热 【教学目标】 核心素养 物理观念 科学态度与责任 1．能理解电功、电功率及焦耳定律的内涵； 2．能用焦耳定律解释生产、生活中的电热现象，能解决一些电热问题； 3．具有与恒定电流相关的能量观念。 能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。 【教学重难点】 1．能用焦耳定律解释生产、生活中的电热现象，能解决一些电热问题。 2．能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。 【教学过程】 一、导入新课 在生产生活中，电灯把电能转化为光能，给我们带来光明；电动机把电能转变为动能，使电风扇旋转，使电力机车飞驰；电热器把电能转变为内能，在寒冷的冬天送来温暖……人类生活与电能密切相关。那么，如何理解电流做功？电能如何转化为其他形式的能？本节将学习电功、电功率和电能转化为电热的规律———焦耳定律。 二、新知学习 知识点一 电功和电功率 [观图助学] 电熨斗通电时发热，电动机通电时对外做功，这两种电器的内能、机械能都是电能转化而来的。能量的转化是通过电流做功实现的。 1．电功 （1）自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，电场力对自由电荷做的功，称为电功。 （2）公式：如果电路两端的电压是U，电流为I，在时间t内电流做的功W＝UIt。 2．电功率：单位时间内电流所做的功就叫做电功率。用公式表示为：P＝＝UI，单位：瓦特（W）。 知识点二 焦耳定律 1．焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比。这就是焦耳定律。 （2）公式：Q＝I2Rt。 （3）在只含电阻的纯电阻电路中，由U＝IR，可推得Q＝t。 2．纯电阻电路与非纯电阻电路 （1）纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。 （2）非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电能除部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。 （3）纯电阻电路中：W＝Q；P＝P热； 非纯电阻电路中：W＝Q＋E其他>Q；P＝P热＋P其他>P热。 [思考判断] （1）电功率越大，电功越大。（×） （2）1千瓦时＝3.6×106 J。（√） （3）非纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。（√） （4）电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。（×） （5）根据I＝可导出P＝，该公式可用于任何用电器。（×） 知识点三 身边的电热 1．电流热效应的应用 如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利用电流的热效应工作的。 2．电流热效应的危害 如果插头和插座之间接触不良会迸出火花。在输电线路中由于电热，降低电能的传输效率，电流过大，散热不好，还会烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电等事故。 [提示] 研究电路中的能量转化关系，首先应该研究电流做的功，即电功。 [延伸] 电功的微观解释 当给导体两端加上电压后，导体内部产生电场，在静电力作用下，自由电荷定向移动就形成了电流，静电力对自由电荷做功，也是电场力对移动电荷做功，在直流电路部分，就称为电功。通过静电力做功，用电器把电能转化成了各种各样的能量，服务于我们现在的生活。 [实例] 电功率是衡量用电器做功快慢的物理量 [延伸] 电热的微观解释 在自由电荷定向移动时，由于导体中金属离子的存在，自由电荷不断地与金属离子发生碰撞，使得金属离子的运动加剧，从而使导体温度升高，即产生了电热，这一过程中电能转化为内能，电热的多少反映了电能转化为内能的多少。 [点拨] （1）纯电阻电路的模型及能量转换关系 （2）非纯电阻电路的模型及能量转换关系 三、核心探究 核心要点1 电功和电功率 [要点归纳] 1．对电功的理解 （1）从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多 ... ...
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