2019-2020年高中物理 第二章 恒定电流 2.5 焦耳定律导学案新人教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律导学案新人教版选修3-1学习目标1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】（查阅教材p53-54页完成下列问题）一.电功和电功率1.功是能量转化的量度，电能转化为其他形

2、式的能通过实现。电流做功的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；2.电功公式：是电功的普适式，适用于任何电路。单位：。3电功率不同电机做功快慢不同，内电流所做的功叫做电功率。公式：P=是电功率的普适式。单位：。适用于任何电路。二.焦耳定律和热功率（1）电流的热效应：电流在通过导体时，导体要发热，能转化为能。这就是电流的热效应。任何电路中电流I通过电阻R时都要产生的热量（电热）。（2）焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的成正比，跟导体的电阻成及通电时间成。（3）表达式：电热Q=

3、。注意：焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是计算电热，都应选用焦耳定律。适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。（4）热功率（P）：定义：称为热功率。表达式：P=。合作探究:电功和电热有何异同1.纯电阻电路: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。在纯电阻电路中，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.同理.2.非纯电阻电路:电流通过用电器时把能全部转化为的能和能，这样的电路叫做非纯电阻电路。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

4、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E其他（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.分析两种电路并填下表：纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，例如：电阻、电炉丝、白炽灯除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器，例如：电动机、电解槽电流、

5、电压、电阻三者的关系遵循欧姆定律不遵循欧姆定律由知能量转化形式电流做功全部转化为内能（全部用来发热）电流做功转化为内能和其他形式的能可应用的公式即UIt==即=+【总结规律】:电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功等于电热，；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用计算，电热只能用计算，两式不能通用。【思考】某电动机内部线圈内阻为r，在正常工作时电压为，测得通过电动机的电流为，（1）则电路中电流做功的电功率为，电动机线圈产生的热功率为，电动机对外做功的输出功率为；【典题探究】知识点一　

6、电功、电功率的计算例1(多选)关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是(　　)A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D．以上均不正确例2．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1

7、、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为(　　)A．P1＝4P2　　　　　　B．PD＝P/9C．P1<4P2D．PD>P2知识点二　焦耳定律例3．(多选)下列关于电功、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知识点三、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析例4.如图2所示，有一提升重物用

8、的直流电动机，内阻RM＝0.6Ω，R＝10Ω，U＝160V，电压表的读数为110V．则：(1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1h所产生的热量是多少？【课堂检测】1.两电阻丝电阻R1＞R2，它们通电后电功率的大小关系是(　　)A．由P＝I2R可知，P1＞P2B．由P＝U2/R可知，P1＜P2C．当通过R1、R2的电流