高中物理 第3章 恒定电流 第3节 焦耳定律学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理学案VIP免费

第3节焦耳定律1.自由电荷在电场力作用下定向移动而形成电流，电场力对电荷做的功，叫电功，W＝qU＝UIt。2．单位时间内电流所做的功就是电功率，P＝＝UI。3．电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公式为Q＝I2Rt。4．纯电阻电路中电功和电热相等，非纯电阻电路中电功大于电热。电能1.电功(1)定义：当接通电路时，电路中就建立了电场，自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，就是我们常说的电功。(2)公式：W＝qU＝UIt。(3)单位：在国际单位制中是焦耳，符号：J，常用单位还有千瓦时(kW·h)，俗称“度”，1kW·h＝3.6×106_J。(4)物理意义：指电能和其他形式能的转化过程。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：W。(4)物理意义：描述电流做功的快慢。1．用电器两端电压为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正电荷从高电势端移到低电势端时，电场力做功220J解析：由W＝UIt知，因时间未知，通过1A电流消耗的电能无法确定，故A错。若是纯电阻，发热功率为220W，但若不是纯电阻，发热功率则小于220W，C选项错。移动1C正电荷电场力做功W＝Uq＝220J，D选项正确。只有在纯电阻电路中，电能才全部转化为内能，B选项错。答案：D焦耳定律身边的电热1．焦耳定律1(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。(2)公式：Q＝I2Rt。(3)单位：焦耳，简称焦，符号J。(4)微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断碰撞，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体发热。2．身边的电热(1)电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率较大的材料制成的。(2)电焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。(3)插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花。(4)电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热。1．对焦耳定律的理解(1)电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的部分叫电热。(2)在一段电路中只有纯电阻元件时，Q＝W＝UIt，由U＝IR可得Q＝I2Rt＝。(3)焦耳定律是电流热效应的实验规律，凡是计算电热都可以用焦耳定律。2．纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别纯电阻电路与非纯电阻电路是物理学中的两种常见电路，列表区分如下：纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件用来发热或者只能发热除电阻外还有能把电能转化为其他形式能量的用电器电流、电压、电阻的定量关系满足欧姆定律I＝不满足欧姆定律，但是遵循能量守恒定律即UIt＝I2Rt＋W，所以U＞IR或I＜U/R能量转化形式电流做功将全部转化为内能，即W＝Q＝I2Rt＝t电流做功除了部分转化为内能外，还有部分转化为其他形式的能量，即W＝UIt，Q＝I2Rt能量转化流程基本计算公式W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt＝qUW＝Q＋W其他计算电热的公式上述公式均可用只能用Q＝I2Rt来计算电热元件举例电阻、电灯、电热毯、电炉丝等电动机、电铃、电解槽、蓄电池等22．有一只电风扇，标有“220V50W”字样，电动机线圈的电阻为0.4Ω，把它接入220V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法中，正确的是()A．Q＝U2·t/RB．Q＝PtC．Q＝(P/U)2·RtD．以上三种方法均正确解析：由于电风扇是非纯电阻电路，故A、B错；由P＝UI得I＝，再由Q＝I2Rt知C正确。故选C。答案：C纯电阻电路电功、电热的计算[例1]已知某电炉的规格为“220V1000W”。(1)求它在正常工作时的电阻；(2)若电压只有200V，求其实际功率。[思路点拨](1)根据用电器的规格标示可以知道其额定电压和额定功率，从而可求出电阻；(2)若利用P＝可求出实际功率。[解析](1)由于电炉是纯电阻用电器，故P＝UI＝，则R＝＝Ω＝48.4Ω(2)若电压U′＝200V时，则实际功率P′＝＝W≈826.4W[答案](1)48.4Ω(2...