高二上册物理电功和电热焦耳定律电阻定律名补教案学生版

1、高二物理上册名补精品教案目标提高班 名师培优精讲【教学标题】 电功和电热、焦耳定律、电阻定律【教学目标】1理解电功和电功率，掌握电功和电功率的计算2知道焦耳定律的物理意义，掌握焦耳定律在生活中的应用【教学重点】1从能量守恒和转化理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路.2理解电功、电功率以及焦耳热的计算公式，能够熟练地运用其进行计算【教学难点】1、在非纯电阻中，电功与电热之间的转化。【进门得分】1、.一个型电路如图所示，电路中的电阻 另有一测试电源，电动势为, 内阻忽略不计.则（ ）A当端短路时，之间的等效电阻是B当端短路时，之间的等效电阻是C当两端接通测试电源时，两端的电压为D当两

2、端接通测试电源时，两端的电压为2、如图，三个电阻阻值，在间接上电源后，三个电阻的功率之比为（ ）A B C D3、如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:灯“”，灯“”，灯“”，灯“”.在两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是( ).ABC D4、如图所示，和是两个定值电阻，的阻值很大，的阻值很小，是一个灵敏电流计，则下列判断正确的是（ ）A只闭合，整个装置相当于伏特表 B只闭合，整个装置相当于安培表 C和都断开，整个装置相当于灵敏电流计 D和都闭合，整个装置相当于安培表【教学内容】知识点一、电功和电功率1电功(1)实质：因电流是自由电荷在电场力作用下定向移动形

3、成的，电流做的功，实质上是电场力移动电荷做的功(2)表达式：设加在一段电路两端的电压为，流过电路的电流强度为，则时间内流过电路的电量.电场力移动电荷做的功时间内电流做功表明：电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比注意：电功适用于任何电路在纯电阻电路中，由于，所以在纯电阻电路中的电功可表示为(3)单位：在国际单位中功的单位是焦耳，符号为，常见的电功单位还有：千瓦时（），也称“度”，. (4)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，就表明有多少电能转化为其他形式的能，即电功反映了电能转化为其他形式能的多少2电功率(1)定义：电流所做的

4、功跟完成这些功所用时间的比值，叫做电功率(2)公式：计算电功率的普适公式为和，对于纯电阻电路，计算电功率还可以用公式和.(3)单位：在国际单位制中的单位是瓦，符号为，常用的还有千瓦（），.(4)意义：电功率表示电流做功的快慢用电器的额定功率和实际功率：额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压（或通以额定电流）时消耗的电功率。实际功率：用电器的实际工作时消耗的电功率。要点诠释：为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。 知识点二、焦耳定律1焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量（称为焦耳热）与电流 的平方、导体的电阻、通电时间成

5、正比，这个规律叫焦耳定律。焦耳定律是一个实验定律。它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率等于通电导体中电流的二次方与导体电阻的乘积 (3)电功率与热功率 对纯电阻电路，电功率等于热功率 即： 此时，可得 ,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和即： 此时，可得 ,所以，对非纯电阻电路欧姆定律不成立.2电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体

6、的电阻和通电时间的乘积。（3）公式：.（4）适用对象凡是要计算电热，都应首选，可求任何电路中电流通过电阻时所产生的热量。 3热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。热功率即电能转化为内能的功率， 即.（2）热功率计算当电路不是纯电阻电路时，电功用来计算，电热只能用进行计算，电功率用计算，热功率只能用计算。知识点三、电功和电热的比较对任何电路，电流做的功恒为；电流产生的热恒为.1在纯电阻电路中，由于，因此，即电流做的功全部转化为电热2在非纯电阻电路(像含有电动机、电解槽的电路)中，电流做的功只有很少一部分转化为电热，绝大部分转化成(机械能或化学能等)其他形式的能因此，即，

7、根据能的转化和守恒定律知，在非纯电阻电路中满足：电功电热其他形式的能，即例如，一台电动机，额定电压是，电阻是，在正常工作时通过的电流是，每秒钟电流做的功为，而每秒钟电流产生的热为，可见，电功比电热大得多其中为每秒钟产生的机械能知识点四、电路中电功率和热功率的计算方法1注意区别 “负载”“负荷”与“电阻”“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电阻”大在一般情况下，“负载”大的用电器电阻反而小如“与”的两个灯泡，后者的功率大但电阻却较小2注意区别纯电阻电路与一般电路电路消耗的电能全部转化为电热(内能)的电路称为纯电阻电路，

8、对纯电阻电路有电路消耗的电能并不完全转化为内能，还有一部分转化为其它形式的能（如机械能、化学能等），这种电路叫非纯电阻电路，如电动机、电解槽的电路等。对非纯电阻的电路有：，此时或，决不能乱套用公式。要点诠释：对非纯电阻电路计算电功率只能用，计算热功率只能用. 知识点五、电动机工作过程的能量转化 1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全

9、转化为内能2.电动机的总功率（输入功率）：总.3. 电动机的热功率.4. 电动机的输出功率（机械功率）：.5. 电动机的效率：要点诠释：注意区分电动机的几种功率，从能量守恒角度去分析和考虑电动机问题。知识点六、 电阻定义及意义1导体电阻的定义及单位导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，导体的电阻与导体本身性质有关，与电压、电流均无关。（1）定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻。（2）公式：.（3）单位：欧姆（），常用单位还有千欧（）、兆欧（） 2物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小。要点诠释：导体对电流的阻碍作用，是由于自由电荷在导体中做定向运动时，跟导体中的金属正离子或原子

10、相碰撞发生的。电流流经导体时，导体两端出现电压降，同时将电能转化为内能。提供了测量电阻大小的方法，但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的，与所加的电压，通过的电流均无关系，决不能错误地认为“导体的电阻与导体两端的电压成正比，与电流成反比。”对，因与成正比，所以.知识点七、 电阻定律 1电阻定律的内容及适用对象（1）内容：同种材料制成的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比；导体电阻与构成它的材料有关。（2）公式：.要点诠释：式中是沿电流方向导体的长度，是垂直电流方向的横截面积，是材料的电阻率。（3）适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。要点诠释：电

11、阻定律是通过大量实验得出的规律，是电阻的决定式。导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，由导体本身的因素决定。 2电阻率的意义及特性（1）物理意义：电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。（2）大小：.要点诠释：各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为，横截面积为的导体的电阻。（3）单位是欧姆·米，符号为.（4）电阻率与温度的关系：各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制造电阻温度计。有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻。各种金属中，银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金

12、的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率。【过手练习】类型一、纯电阻电路功率分配与计算例1有四盏灯，接入如图所示的电路，和都标有“”，和都标有“”，把电路接通后，最暗的灯将是( )A B C D 【变式1】有两个标有“”和“”字样的灯泡，要把它们接在的电源上，灯泡即能正常发光，又能省电的连接方式应是图中的哪个？ （ ）【变式2】把“”的灯和“”的灯串联起来接到的电路中，导线的电阻不计，则两灯（ ）A电阻之比 B电压之比为C功率之比为 D电热之比为类型二、识别纯电阻与非纯电阻电路例2.一台电风扇的额定功率是,内阻为，当它接在的电压下正常运转，求： （1）电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒

13、有多少电能转化为机械能？ （2）若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？【变式1】一台直流电动机的电枢线圈的电阻是，其额定功率是，那么它正常工作时的电流强度（ ）A等于，且大于B等于，且小于C等于，也等于D不等于，但等于【变式2】有一个直流电动机，把它接入电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是，若把电动机接入电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是求：（1）电动机正常工作时的输出功率多大?（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大?类型三、根据铭牌和热功率进行计算例3一台国产封闭型贮水式电热

14、水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )A. B C D【变式】下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )A.电动机的输入功率为 B电动机的内电阻为C该车获得的牵引力为 D该车受到的阻力为类型四、 电阻定律例4两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀的拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？ 【变式1】某种材料做的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值不变，设温度不变（ ） A当长度不变，横截面积增大一倍时； B当横截面积不变，长度增加一倍时； C长度和横截面半径都缩小一倍时； D当长度和横截面积都扩大一倍时【变式2】如图所示，是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为，直径为，镀膜材料的电阻率为，膜的厚度为管两端有导电金属箍、现把它接入电路中，测得、两端电压为，通过它的电流为则金属膜的电阻率的值为：（ ）A B C D 【出