高中物理 第3章 恒定电流 第3节 焦耳定律教学案 鲁科版选修3-1

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1、第3节焦耳定律1.自由电荷在电场力作用下定向移动而形成电流，电场力对电荷做的功，叫电功，W＝qU＝UIt。2．单位时间内电流所做的功就是电功率，P＝＝UI。3．电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q＝I2Rt。4．纯电阻电路中电功和电热相等，非纯电阻电路中电功大于电热。一、电能电功和电功率电功电功率概念电场力对定向移动的自由电荷所做的功单位时间内电流所做的功公式W＝qU＝UItP＝＝UI单位焦耳，符号J瓦特，简称瓦，符号W物理意义描述电能转化为其他形式的能的

2、多少描述电流做功的快慢二、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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2．公式：Q＝I2Rt。3．单位：焦耳，简称焦，符号J。4．微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断碰撞，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体发热。三、身边的电热非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。1．电热水器、电饭锅等家

3、用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率较大的材料制成的。2．电焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花。4．电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热。1．自主思考——判一判(1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位。1kW·h＝3.6×106J。(√)(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小。(×

4、)(3)电功率越大，电流做功一定越快。(√)(4)W＝UIt可以计算任何电路的电功。(√)(5)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量。(√)(6)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。(×)2．合作探究——议一议(1)电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？[提示]　不相同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示。电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关。(2)用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，

5、而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？[提示]　导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的部分导线电阻要大得多，由焦耳定律Q＝I2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。(3)在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？[提示]　在电炉电路中，电流做的功即消耗的电能全部转化为电热，即W＝Q。在电动机电路中，电流做的功即消耗的电能除一部分转化为电热之外，大部分转化为机械能，即W＝Q＋E其他，此时W>Q。非常感谢上级领导对

6、我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。纯电阻电路电功、电功率的计算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

7、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。[典例]　一根电阻丝，在通过2C的电荷量时电功为8J，若在相同的时间内通过4C的电荷量，求电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少。[思路点拨]→→→[解析]　设电阻丝的电阻为R，据W＝UIt＝Uq得U1＝4V，在相同时间内通过的电荷量变为原来的2倍。据I＝知：I2＝2I1又据欧姆定律I＝得U2＝2U1＝8V电流的功W2＝U2I2t＝4W1＝32J。[答案]　32J　8V此类题目需要用到的几个公式①W＝qU＝UIt，②I＝，③I＝，其中①式

8、为计算电功的普遍公式；②式为电流的定义式，普遍适用；③式为欧姆定律，只适用于纯电阻电路。　　　　1．一个标有“1kΩ　40W”的电阻器，下列说法错误的是(　　)非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。A．允许长期通过它的最大电流是0.2AB．额定电压是200VC．在额定电压下消耗的功率