鲁科版本物理选修(3-1)第三节（焦耳定律）学案

1、第三节焦耳定律 姓名： 班级： 【学习目标】1.理解电流做功和电功率的概念2.理解焦耳定律，知道焦耳定律在纯电阻电路和非纯电阻定律中的应用 3.以极度热情投入学习，体验成功的快乐。【重点、难点】1. 区别并掌握电功和电热的计算；2. 非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。【自主学习】1、电功（W）：（1）表达式：电流在一段电路中所做的功等于这段电路 、电路中的 、 和 三者的乘积，即W = 。（2）单位：国际单位制中： ；常用单位： 。（3）物理意义：反应了 转化为 的多少。2、电功率（P ）（1）定义： 内电流所做的功叫做电功率。即P = 。（2）表达式：电流在一段电路上做功

2、的功率等于 与 的乘积。即P = 。（3）单位：国际单位制中： 。（4）物理意义：表示电流做功的 。3、焦耳定律内容（电热Q） ：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻及通电时间成 。这个关系最初是 由实验得到的。表达式Q= 。4、热功率 的发热量通常称为热功率，表达式为P= 。【同步探究】探究一：电流做功的本质 推导电功的表达式图2.51表示很小一段电路，电荷q在做从左向右的定向移动，它们从这段电路的左端移到右端的时间记为t，在导体两端加上电压U，导体中形成的电流为I。 图2.51探究二：电流的热效应 焦耳定律电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。产生的热量与哪些因素有关呢？

3、结论：英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式：QI2Rt。思考并讨论：电流通过用电器时是否只会产生热效应？（列举白炽灯、电炉、电扇等比较分析）对比总结：纯电阻用电器非纯电阻用电器元件举例元件特点能量转化欧姆定律（是否适用）探究三：电功和电热的联系和区别（1）在纯电阻电路中：（含电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等用电器的电路）（2）在非纯电阻电路中：（含电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等用电器的电路）.【例题精析】例1一个10的定值电阻，接在电压为6V的电源两端，10s内放出的热量是多少？消耗的电能是多少

4、？ 例2一只标有“220V 300W”的电熨斗在220V的电压下工作，10min内放出的热量是多少？消耗的电能是多少？ 例3一电热孵化器工作是通过电阻丝的电流是5A，每分钟产生的热量为6.6×104J，求电阻丝工作时的电阻。例4一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少？例5、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，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率 ； （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动

5、机的发热功率多大？变式：一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后，消耗功率66 W，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？针对训练：1下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（ ）A.Q=UIt B.Q=U2/Rt C.Q=I2Rt D.上面三个都是2、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适用

6、于任何电路，而只适用于纯电阻的电路C在不是纯电阻的电路中，D焦耳热适用于任何电路3、一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它正常工作时，下述错误的是 （ ）A电动机的输出功率为U2R B电动机的发热功率为I2RC电动机的输出功率为IU-I2R D电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R4电炉丝坏了，去掉1/4后仍接在原电源上，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为 （ ） A4:3 B3:4 C4:1 D1:45.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 ( )AL1 BL2 CL

7、3 DL46.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和，可以断定()A.B.C.=D.无法确定7、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内（ ） A.电炉和电动机产生的热量相同 B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C.电炉两端电压小于电动机两端电压 D.电炉和电动机两端电压相等8.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90ms的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求：（1）该电动机提升重物时，输入的电功率是多少? 电动机的机械功率是多少? （2）电动机线圈电阻R（g=10ms2）（3）若由于某种原因电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？9.一台直流电动机线圈电阻r =1，与一阻值R=10的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的总功率