2019-2020年高中物理 第二章 恒定电流 2.5 焦耳定律(1)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(1)学案新人教版选修3-1【目标1】建立导体中电流形成的情景,理解电流做功和能量转化的关系,会推道电功和电功率的计算公式请简要说出导体中形成电流的条件,举例说明电流做功及能量转化关系,并推导出电流做功和功率的公式:【目标2】知道电流通过纯电阻(电热元件)时的电能转化,会推导焦耳定律,会结合欧姆定律求电阻上的电功和电功率。1.电流通过电热元件(纯电阻)时,把能转化为能。由此,请推导电流通过电阻产生的热量Q的表达式和热功率的表达式:根据能量转化和守恒及欧姆定律,可推得电流通过电热元件(纯电阻)时热量和热功率的计算

2、公式有:Q====。P====。2.请从能量转化关系上说出W=IUt与W=I2Rt,P=IU与P=I2R的区别:【目标3】根据串、并联电路中I、U、R的关系分析各电阻上消耗的电功率与电阻大小的关系。1.根据公式P=可知,串联电路中各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成比。2.根据公式P=可知,并联电路中各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成比。3.根据公式P=IU=和P=IU=可知,串、并联电路上消耗的总功率与各个电阻上消耗的总功关系是:。课堂练习(在下面的方框中完成教材P55-2、3、4、5题)2.解:3.解:5.解:4.解:课后练习1.一根电阻丝,在通过2C的电量时,消

3、耗的电能是8J.若在相同的时间内通过4C的电量时,电阻丝上所加的电压U和消耗的电能W各是()A.U=4V,W=16JB.U=8V,W=16JC.U=4V,W=32JD.U=8V,W=32J2.有三根阻值相同的电阻丝,把它们串联或并联后接在同一恒定的电压上,要取得相同的热量,则串联与并联两种方法所需时间t串与t并之比为()A.1:9B.9:1C.1:3D.3:13.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10W,现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中,则整个电路允许消耗的最大功率为(假设灯泡电阻不变)(  )A.30WB.20WC.15WD.10

4、W4.不考虑温度对电阻的影响,一个“220V 100W”的灯泡,下列说法正确的是(  )A.接在110V的线路上的功率为50WB.接在110V的线路上的功率为25WC.接在440V的线路上的功率为400WD.接在55V的线路上的功率为25W5.功率为l0W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略,xx年前普通自织灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯,均用10W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近()A.8×l08kW.hB.8×l0l0kW.hC.8×l0llkW.hD.8×l013kW.h6.通常一次闪电过程历时

5、约0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为lkm;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是()()A.闪电电流的瞬时值可达到1×105AB.整个闪电过程的平均功率约为l×1014WC.闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J7..经测定,在夏季雷雨天的一次闪电中,云层与地面间的电势差约为

6、1010V,通过的电荷量为30C。试问:⑴在这次闪电中释放出的电能是多少?⑵如果能把这些能量都利用起来,给拥有600户人家的小区供电,平均每户每天用电1.5度,那么这些能量够该小区用多少天?8.图甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V).R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关),其电阻值均不受温度影响.(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W,温度最高时的耗电功率为484W,求R0的阻值及R的阻值变化范围.(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗表面温

7、度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?1.有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”.现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的热量( B )A.日光灯最多 B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多2.一根电阻丝,在通过2C的电量时,消耗的电能是8J.若在相同的时间内通过4C的电量时,电阻丝上所加的电压U和消耗的电能W各是(D)A.U=4V,W=16JB.U=8V,W=16JC.U=4V,W=32JD.U=8V,W=32J3.有三根阻值相同的电阻丝,把它们串联或并联后接在同一恒定的电压上,要取得相同的热量

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