精品高中物理人教版选修3-1优秀学案--2.5《焦耳定律》_设计

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1、2.5焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律,并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量;所谓电流做功,实质上是导体中的恒定电场对的力在做功,电荷的减小,其他形式的能在增加;公式:W=,P=。2.电流通过用电器时把能全部转化为能,这样的电路叫做纯电阻电路。三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1.理解电流热效应的本质2.掌握焦耳定律,并能进行有关计算3.理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热二、学习过程1.电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化

2、为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。(2)W=qU=UIt是电功的普适式,P=UI是电功率的普适式,适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率(1)电热则是电流通过导体时,电能转化为内能的量度.(2)Q=I2Rt是电热的计算式,可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热);P=I2R是热功率的计算式,3.电功和电热(1)在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能,电功等于电热,即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=

3、.(2)在非纯电阻电路中:电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过电动机,电动机转动,电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt(电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,应该是W=E其他+Q.(3)电功和电热是两个不同的物理量,只有在纯电阻电路中,电功才等于电热,W=Q=UIt=I2Rt=;在非纯电阻电路中,电功大于

4、电热,W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用。例1一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后,消耗功率66W,问:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?三、反思总结四、当堂检测1.用电器两端电压220V,这意味着()A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220JB.1

5、C正电荷通过用电器时,产生220J的热量C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220WD.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J2.一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化),则有()A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25WC.通过灯泡的电流为额定电流的D.通过灯泡的电流为额定电流的3.下图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,100W”;电灯L3、L4都标有“220V,40W”.将A、B两端接入电源,最暗的灯是 ( )A.L1B.L2C.L3D.L4

6、4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为和,可以断定()A.〉B.〈C.=D.无法确定5.输电线总电阻为r,输送的电功率是P,送电电压为U,则用户得到的功率为()A.PB.C.D.6.一个直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下述说法中错误的是()  A.电动机的输出功率为U2/R  B.电动机的发热功率为I2R  C.电动机的输出功率为IU-I2R  D.电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R7.有一个直流电动机,把它接入0.2V电

7、压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。求:(1)电动机正常工作时的输出功率;(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)8.某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?9.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电

8、动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?课后练习与提高1.关于电功,下列说法中正确的有()A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的

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