浙江专用高中物理第二章恒定电流2_5焦耳定律学案新人教版

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1、第5节　焦耳定律[研究学考·明确要求]知识内容焦耳定律考试要求学考c选考c基本要求1.知道电流做功的实质，知道电流做功对应的能量转化。2．会推导电功和电功率的表达式。3．知道在纯电阻电路中，电能全部转化为导体的内能。4．知道焦耳定律，会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。5．会计算电路中的电功、电功率、电热和热功率。发展要求知道P＝UI、P＝、P＝I2R的区别、联系和适用范围。[基础梳理]1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。(2)公式：W＝qU

2、＝UIt。(3)单位：国际单位为焦耳，符号为J。常用单位为千瓦时(kW·h)。亦称为“度”，1度＝3.6×106J。(4)实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中对电荷做的功。(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程。电功的大小量度着电能的转化，它标志着有多少电能转化为其他形式的能。2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。(2)表达式：P＝＝UI。(3)单位：瓦特，符号W。常用的单位还有千瓦(kW)，1kW＝1_000_W。(4)物理意义：反映电流做功的快慢。(5)额

3、定功率：用电器在额定电压下工作的电功率。特别提醒12　用电器上标注的功率是它们的额定功率，是用电器的额定电压下(或通过额定电流时)长时间正常工作的最大功率。用电器在实际工作时的电功率为实际功率，实际功率可能大于、小于或等于额定功率，为保护用电器，实际功率应小于或等于额定功率。[典例精析]【例1】如图1所示电路中，R1＝R3P1>P3>P4C．P2>P1>P4>P

4、3D．P1>P2>P3>P4解析　设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，则I1＝I2＝I3＋I4，故P1＝IR1P3＝IR3，即P2>P1>P3又因为U3＝U4，R3I4，即P3>P4故P2>P1>P3>P4，综上选项B正确。答案　B在纯电阻电路中，W＝qU＝UIt＝I2Rt。P＝＝UI＝I2R。[即学即练]1．(2018·浙江名校协作体模拟)如图为某智能手机电池上的信息，电池支持“9V2A”快充技术，电池充满仅需约1.3小时，轻度使用状态可使用

5、一天。下列说法正确的是(　　)A．9.88Wh为该电池的电荷量B．4.35V为该电池的电动势C．轻度使用时的平均功率约1WD．根据数据可以计算得到该电池的容量约为2600mAh解析　9.88Wh为电池储存的电能，A错；3.8V为该电池的电动势，B错；轻度使用时的平均功率P＝＝W＝0.41W，C错；该电池的容量Q＝It＝2×1000×1.3mA·h＝2600mA·h，D正确。答案　D12[基础梳理]1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。(2)公式：Q＝I2

6、Rt。(3)单位：焦耳，符号是J。(4)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能。特别提醒　电热是电能转化为内能的量度。只要电路中有电阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式。2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量叫热功率。(2)表达式：热功率即电能转化为内能的功率P＝＝I2R。(3)单位：瓦特，符号W。(4)实质：电能转化为内能的功率。特别提醒　在任何电路中，总有电功率大于或等于热功率，即UI≥I2R。只有在纯电阻电路中，I2R＝UI＝。3．纯电阻电路和非纯电阻电路

7、(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内能。(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，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。(3)两种电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况直观图电功和电热的关系W＝Q即IUt＝I2Rt＝tW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他电功率和热功率的关系　　P＝P热，即IU＝I2R＝P＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他欧姆定律是否成立U＝IR　I＝成立U>IR　I<不成立元件举例电阻　电炉丝白炽灯

8、等电动机　电解槽等[典例精析]12【例2】如图2所示的电路中，电源电压为60V，内阻不计，电阻R＝2Ω，电动机的内阻R0＝1.6Ω，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。图2解析　电动机正常工作时，电动机两端的电压，U0＝50V，此时通过电路中的电流：I＝＝＝5A。电动机的输出功率P出＝U0I－I2R0＝210W答案　210W电动机的功率电动机的总功率