高中物理：2.3《焦耳定律》学案（教科版选修3-1）VIP专享VIP免费

2.3焦耳定律学案导学学习目标1．理解电流热效应的本质2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热重点焦耳定律内容难点电功和电热之间的联系和区别疑点为什么在非纯电阻电路中U＞IR自主学习1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，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；公式：W=，P=。2.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。同步导学1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。（2）W=qU=UIt是电功的普适式，P=UI是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2）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（电热）；P=I2R是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，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W=UIt=I2Rt=tRU2.同理P=UI=I2R=RU2.（2）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（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.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2Rt=tRU2；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。例1一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？解答（1）因为P入=IU所以I=22066UPA=0.3A（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率P内=I2R=0.32×20W=1.8W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W电风扇正常工作时的效率η=662.64×100%=97.3%(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流I=20220RUA=11A电动机消耗的电功率P=IU=11×220W=2420W电动机发热功率P内=I2R=112×20W=2420W当堂达标1.用电器两端电压220V，这意味着()A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220WD.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J2.一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有()A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25WC.通过灯泡的电流为额定电流的21D.通过灯泡的电流为额定电流的413.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是()A．L1B．L2C．L3D．L4（第3题）4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为甲P和乙P，可以断定()A.甲P〉乙PB.甲P〈乙PC.甲P=乙PD.无法确定（第4题）5.输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为()A.PB.r)UP(P2C.rUP2D.r)UP(26.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（）A．电动机的输出功率为U2／RB．电动机的发热功率为I2RC．电动机的输出功率为IU-I2RD．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R7.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，...