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(jiǎng)作品

焦耳定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．從電能向其他形式能的轉(zhuǎn)化理解電功以及電功率，理解電功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系2．知道焦耳定律的物理意義，關(guān)注焦耳定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用3．從能量的轉(zhuǎn)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(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式學(xué)習(xí)難點(diǎn)：電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別【學(xué)習(xí)方法】體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方法類比學(xué)習(xí)方法【預(yù)習(xí)自學(xué)】1.電流做功的多少等于轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)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(guò)用電器時(shí)把能全部轉(zhuǎn)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(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I通過(guò)電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；是熱功率的計(jì)算式。5.電流做功的實(shí)質(zhì)：【合作探究】一、體驗(yàn)：電能與其他形式能的轉(zhuǎn)化電烙鐵：電風(fēng)扇：手機(jī)電池充電：一、電功和電功率思考下列問(wèn)題：（1）電場(chǎng)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(shì)差，電路中就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？1.推導(dǎo)電功的表達(dá)式：舉例說(shuō)明：不同的電器做功的快慢不同。2.電功率：（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)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(gè)定值，P實(shí)是個(gè)變值。P額≥P實(shí)。［說(shuō)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(jì)算時(shí)，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(shí)驗(yàn)：1、電機(jī)工作時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U1=，I1=，2、電機(jī)卡住時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U2=，I2=。針對(duì)上面的數(shù)據(jù)：你有什么要說(shuō)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(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件．非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路．2.焦耳定律推導(dǎo)焦耳定律：3.熱功率：（1）定義：導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量（2）公式：P熱=Q/t=（3）單位：WkW［說(shuō)明］Q=I2Rt是電熱的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I通過(guò)電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計(jì)算式。4．電功率與熱功率請(qǐng)比較：兩者的不同【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】1.加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（）A．PB．/rC．D．2.某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖所示．重物的質(zhì)量m＝50kg，電源電動(dòng)勢(shì)E＝110V．不計(jì)內(nèi)阻及各處的摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I＝5A，由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R＝。3.把標(biāo)有“220V100W”的燈泡接到220V的電路中，通過(guò)燈絲的電流I和實(shí)際功率各有多大？若接到110V的電路中結(jié)果又怎樣？（假定燈絲的電阻不變。）4.把兩個(gè)相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路，調(diào)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(gè)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(guò)2C的電量時(shí)，消耗電能是8J。若在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(shí)間內(nèi)消耗的電能E分別為（）A．U＝4VB．U=8VC．E＝16JD．E=32J6.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率。（2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？