高中物理人教版1第二章恒定電流第5節(jié)焦耳定律 獲獎作品

焦耳定律【學習目標】1．從電能向其他形式能的轉化理解電功以及電功率，理解電功和能量轉化的關系2．知道焦耳定律的物理意義，關注焦耳定律在生活、生產中的應用3．從能量的轉化和守恒理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非電阻電路【重難點】學習重點：電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式學習難點：電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別【學習方法】體驗式學習方法類比學習方法【預習自學】1.電流做功的多少等于轉化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實質上是導體中的恒定電場對的力在做功，電荷的減小，其他形式的能在增加；公式：W=，P=。2.電流通過用電器時把能全部轉化為能，這樣的電路叫做純電阻電路。3.是電功的普適式，是電功率的普適式，適用于任何電路。4.是電熱的計算式，可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內產生的熱量（電熱）；是熱功率的計算式。5.電流做功的實質：【合作探究】一、體驗：電能與其他形式能的轉化電烙鐵：電風扇：手機電池充電：一、電功和電功率思考下列問題：（1）電場力的功的定義式是什么?（2）電流的定義式是什么?如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流I，在時間t內通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?這相當于在時間t內將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中，電場力做了多少功？1.推導電功的表達式：舉例說明：不同的電器做功的快慢不同。2.電功率：（1）定義：單位時間內電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。（2）定義式：P=IU（3）單位：瓦（W）、千瓦（kW）1kW＝W＝W（4）P額是個定值，P實是個變值。P額≥P實。［說明］1.電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少2.利用電功率的公式P=IU計算時，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。=qU=UIt是電功的普適式，P=UI是電功率的普適式，適用于任何電路。二．焦耳定律1.觀察實驗：1、電機工作時電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U1=，I1=，2、電機卡住時電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U2=，I2=。針對上面的數(shù)據(jù)：你有什么要說的嗎？純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉子被卡住的電動機也是純電阻器件．非純電阻電路：電路中含有電動機在轉動或有電解槽在發(fā)生化學反應的電路．2.焦耳定律推導焦耳定律：3.熱功率：（1）定義：導體在單位時間內發(fā)出的熱量（2）公式：P熱=Q/t=（3）單位：WkW［說明］Q=I2Rt是電熱的計算式，可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內產生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計算式。4．電功率與熱功率請比較：兩者的不同【達標檢測】1.加在某臺電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r，則電動機線圈上消耗的熱功率為（）A．PB．/rC．D．2.某一用直流電動機提升重物的裝置如圖所示．重物的質量m＝50kg，電源電動勢E＝110V．不計內阻及各處的摩擦，當電動機以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度I＝5A，由此可知電動機線圈的電阻R＝。3.把標有“220V100W”的燈泡接到220V的電路中，通過燈絲的電流I和實際功率各有多大？若接到110V的電路中結果又怎樣？（假定燈絲的電阻不變。）4.把兩個相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路，調節(jié)變阻器，使電燈都正常發(fā)光．若兩電路消耗的總功率分別為P1、P2，兩個變阻器R1、R2消耗的電功率分別為P1'、P2'，則可以判定()(A)P1＝2P2(B)P1＝P2(C)P1'＝2P2'(D)P1'＞2P2'5.一根電阻絲在通過2C的電量時，消耗電能是8J。若在相同時間內通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內消耗的電能E分別為（）A．U＝4VB．U=8VC．E＝16JD．E=32J6.有一個直流電動機，把它接入電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機正常工作時的輸出功率。（2）如在正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？