2019-2020年高中物理第二章第6讲焦耳定律教学案新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第二章第6讲焦耳定律教学案新人教版选修3-1[目标定位]　1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别．一、电功和电功率1．电功：如果电路左右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中．静电力做的功是W＝qU，把q＝It代入得W＝IUt，这表示，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、通过时间t三者的乘积．2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率．用P表示电功率，则有P＝，进而得到P＝IU，单

2、位：瓦特(W)．想一想　电流做功越多，电功率越大吗？答案　电功率是指电流单位时间内做的功，电流做功多，由于时间不确定，所以电功率不一定大．二、焦耳定律1．电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能．电流在这段电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即Q＝W＝IUt.2．焦耳定律：由欧姆定律U＝IR代入Q＝IUt后可得热量Q的表达式Q＝I2Rt，即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．这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做焦耳定律．3．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，其表达式为：P＝I2

3、R.想一想　电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗？电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？答案　不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，有大部分转化为了机械能，小部分转化为了电热.一、电功和电功率1．电功：电流在一段电路上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，公式为W＝UIt.电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量．2．电功率的表达式为P＝UI，反映了电流做功的快慢．例1　将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联

4、在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是(　　)A．R1两端的电压为UB．R2消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．两个电阻消耗的总功率为12P1答案　D解析　当R1、R2并联在电压为U的电源两端时，两电阻两端的电压为U，根据P＝UI，功率之比等于电流之比，根据并联电路电流和电阻的关系，可知：R1＝3R2；当把它们串联在电压为4U的电源两端时，电路中的电流I＝＝，故通过R2的电流不变，电压不变，所以R2的电功率不变，仍为3P1，故B、C错误；R1两端的电压U1＝IR1＝×3R2＝3U，故A错误；两个电阻消耗的总功率P＝U′I＝4U×＝12P1，故D正确．例2

5、　A、B为“220V,100W”的二盏相同的灯泡，C、D为“220V,40W”的相同灯泡，A、B灯的电阻为________Ω；C、D电阻为________Ω.现将四盏灯泡接成如图261所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD则实际功率的大小顺序是________．答案　484　1210　PD＞PA＞PB＞PC解析　根据R＝得：RA＝RB＝＝484Ω，RC＝RD＝＝1210Ω；由电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据P＝可知：PB＞PC，A、D串联，电流相等，根据P＝I2R可知，PD＞PA；A、D的电流大于B、C的电流，根据P＝I2

6、R可知：PA＞PB，PD＞PC；所以PD＞PA＞PB＞PC.二、电热(焦耳定律)和热功率1．电功的计算公式为W＝UIt，电功率的计算公式为P＝UI.电热的计算公式为Q＝I2Rt(焦耳定律)，热功率的计算公式为P热＝I2R.2．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．3．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．4．纯电阻电路中：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝tP＝P热＝UI＝I2R＝非纯电阻电路中：W＝UIt＞Q＝I2RtP＝UI＞P热＝I2R例3　下列

7、关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(　　)A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路答案　BCD解析　电功率公式P＝，表示电功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝()2Rt，可见Q与P、U、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝只适用于纯电阻电路，B对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2

8、R，C对．Q＝I2Rt是