（京津琼鲁专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律学案 新人教版必修2

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1、5　焦耳定律[学科素养与目标要求]物理观念：1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念.2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.科学思维：弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系，并能进行有关的计算.一、电功和电功率1.电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式：W＝IUt.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝3.6×106J.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功.(2)公式：P＝＝UI.(3)单位：瓦特，符号为W.(4)意

2、义：表示电流做功的快慢.二、焦耳定律1.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，跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)表达式：Q＝I2Rt.2.热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率.(2)表达式：P＝I2R.(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量.1.判断下列说法的正误.(1)电功率越大，表示电流做功越多.(　×　)(2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.(　√　)(3)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.(　√　)(4)任何情况下电功都等于电热.(　×　)(5)电动机消耗的电能，一

3、部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热.(　√　)2.通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为，则在时间t内产生的热量为.答案　解析　根据Q＝I2Rt得，若电阻变为原来的2倍，电流变为原来的，时间不变，则Q′＝2·2R·t＝I2Rt＝Q.一、电功和电热的理解电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案　电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能.电熨斗工作时，将电能转化为内能.1.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能.(2)非纯电阻电路：含有

4、电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能.2.W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路.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，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率.3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况电功和电热的关系W＝Q即IUt＝I2Rt＝tW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他电功率和热功率的关系P＝P热，即IU＝I2R＝P＝P热＋P其他即IU＝

5、I2R＋P其他欧姆定律是否成立U＝IR　I＝成立U＞IR　I＜不成立例1　(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解析　电功率公式P＝，表示电功率越大，电流做功越快.对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝()2Rt，可见Q与P、U、t、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错.W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I＝只适用于

6、纯电阻电路，B对.在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C对.Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.1.只有在纯电阻电路中才有W＝Q，P电＝P热，而在非纯电阻电路中W＞Q，P电＞P热.2.在纯电阻电路中，由UIt＝I2Rt得I＝，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中，由UIt＞I2Rt知U＞IR，即欧姆定律不成立.二、纯电阻电路中的功率分配及计算例2　额定电压都是110V，额定功率PA＝100W、PB＝40W的两盏灯泡，若接在电压为220V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是(　　)答案

7、　C解析　判断灯泡能否正常发光，就要判断灯泡两端的电压是否是额定电压，或流过灯泡的电流是否是额定电流，对灯泡有P＝UI＝，可知RA＜RB.对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110V，B灯可能被烧毁，UA＜110V，A灯不能正常发光.对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于RB，所以UB＞U并，B灯可能被烧毁，A灯不能正常发光.对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，两灯可以正常发光.对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110V，两灯可以正

8、常发光.比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功