2017-2018学年高中物理 第二章 直流电路 6 焦耳定律 电路中的能量转化学案 教科版选修3-1

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1、6．焦耳定律　电路中的能量转化学习目标知识脉络1.掌握电功、电功率、电热、电热功率等基本概念．(重点)2．理解焦耳定律，并能进行有关计算．(重点)3．理解电功和电热的关系，能从能量转化和守恒的角度区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热．(难点)4．知道电源的总功率、电路的输出功率、电源内阻消耗功率的概念并明确它们之间的关系．(重点、难点)　　　电功和电功率1．电功(1)概念：电场力移动电荷所做的功．(2)公式：W＝qU＝UIt.(3)单位：焦耳，符号J.2．电功率(1)物理意义：表示电流做功快慢的物理量．(2)定义：电流所做的功与做这些功所用时间的比值．(3)公式：P＝

2、＝IU.(4)单位：瓦特，符号W.1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√)2．电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大．(×)3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？【提示】　度是电功的单位.1度＝1kW·h＝3.6×106J.15把一根大头针插在一小块硬纸片上，用浆糊把纸贴在台灯的灯泡上，使大头针的针尖朝上．然后用3张纸条做一小风车，把风车放在针尖上．打开台灯，过一会发现，风车转动起来．图261探讨1：这一过程，电流做功吗？【提示】　做功．探讨2：风车为什么转动？【提示】　电流通过灯丝做

3、功，把电能转化为内能．周边空气温度升高，形成对流，风车转动起来．1．对电功的理解(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．(2)从能的角度看，电流做功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少．(3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．2．对电功率的理解(1)电功率P＝＝UI对任何电路都适用．(2)额定功率和实际功率①额定功率：用电器正常工作所消耗的功率．②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率．一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110W，通过3C的电荷量时，有330J的电能转化为内能，则下列说

4、法错误的是(　　)【导学号：96322046】A．电阻两端所加电压为330VB．通过电阻的电流为1AC．电阻通电时间为3sD．这个电阻的阻值为110Ω【解析】　由W＝qU知，电阻两端所加电压U＝＝110V，A错；由P＝IU得I＝＝151A，B对；由W＝Pt得通电时间t＝＝3s或t＝＝s＝3s，C对；由R＝，得R＝110Ω，D对．【答案】　A　如图262所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的

5、是(　　)图262A．P甲P乙C．P1>P2D．P1＝P2【解析】　由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误．【答案】　D　一台国产XQB3013型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压220V额定频率50Hz额定洗衣、脱水功率360W额定洗衣、脱水容量3kg整机质量33kg外形尺寸(长×宽×高)(542×550×920)mm3(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大？(2)

6、如洗衣、脱水的累计时间为40min，则洗衣机耗电多少？【解析】　(1)由说明书可知P＝360W，又由P＝UI可知I＝＝A＝1.64A.(2)W＝Pt＝360×40×60J＝8.64×105J故消耗的电能为8.64×105J.【答案】　(1)1.64A　(2)8.64×105J15几个电学公式的适用范围解答电流做功类的题目需掌握以下几个重要公式，并理清它们的意义及适用条件．(1)电功W＝UIt＝qU普遍适用．(2)I＝为电流的定义式，普遍适用．(3)I＝，P＝I2R＝等，只适用于纯电阻电路．　焦耳定律、热功率1．焦耳定律(1)内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，

7、跟电阻值成正比，跟通电时间成正比．(2)公式：Q＝I2Rt.(3)单位：J.(4)应用：工业上的电烙铁、电烤箱等；生活中的电暖气、电炉、电熨斗、电饭锅等．2．热功率(1)概念：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．(2)公式：P热＝＝I2R.1．根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．(×)2．W＝UIt适用于任何电路求电功．(√)3．Q＝I2Rt适用于任何电路求热量．(√)用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？