8-3 焦耳定律 闭合电路欧姆定律

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1、第八章恒定电流第三讲焦耳定律闭合电路欧姆定律课时安排：2课时教学目标：1．理解焦耳定律，掌握电功、电热、电功率、电热功率等基本概念2．掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；3．掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法4．掌握闭合电路的U-I图象本讲重点：1．焦耳定律，电功、电热的计算2．闭合电路欧姆定律本讲难点：路端电压和外电路电阻的关系考点点拨：1．关于电功、电热的计算问题2．对电源电动势的理解3．闭合电路欧姆定律的应用4．关于电源的输出功率问题5．电路结构变化问题的讨论6．电源的U-I图象第一课时一、考点扫描（一）知识整合1、电动势（E）：（1）物理意义：

2、电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。（2）定义：。（3）公式：，单位：（4）电源的电动势等于电源没有接入电路时2、电功：（1）定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷所做的功叫电功。（2）公式：W=单位：符号：3、电功率：（1）定义：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫做电功率。（2）公式：P=单位：符号：4、焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的跟导体的电阻和通电时间成比.（2）公式：Q=（3）电功与电热的关系：在电路中电功等于电热，在电路中电功大于电热。5、电源的功率和效率：（1）功率：①电源的功

3、率（电源的总功率）PE=②电源的输出功率P出=③电源内部消耗的功率Pr=（2）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）146、闭合电路欧姆定律（1）内容：（2）公式：I=常用表达式还有：，，（二）重难点阐释1．电功和电热电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt=（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除

4、了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：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。为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：注意：1、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：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。（2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=t是通用的，没有区别，同理P=UI=I2R=也

5、无区别，在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。2．关于用电器的额定值问题14额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流。RV1V2+－+－－+探针如果用电器在实际使用时，加在其上的实际电压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额定功率，在这种情况下，一般可以认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来进行计算。3

6、．路端电压U跟负载的关系根据：E=U+U′、U′=Ir、I=，E、r不变R↑→I↓，U↑、U′↓，当R→∞时，I=0、U=E、U′=0（也称为断路时）R↓→I↑，U↓、U′↑，当R=0时，I=E/r（短路电流强度）U=0、U′=E思考：电动势与路端电压的区别？uOIImiEUM（I，U）βαbaN4．闭合电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功

7、率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。二、高考要点精析（一）关于电功、电热的计算问题☆考点点拨关于电功、电热的计算，一定要弄清是否是纯电阻电路。纯电阻电路中，电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt=非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电功大于电热：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】某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此