电功焦耳定律导学案第二课时

1、总课题力总课时2课时第2 课时课题电功 焦耳定律课型新授课学习目标（一）知识与技能1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。2、理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。3、了解额定电压、额定功率、实际功率的意义。4、知道电功率、热功率的联系和区别（二）能力目标通过灯泡工作功率的演示，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。（三）德育目标1、通过演示实验，加强学生对物理实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度。2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯物主义观点的教育和节约能源勤俭节约的优良传统。

2、3、通过灯泡实际功率的演示，对学生进行安全意识教育。学 习重 点 区别并掌握电功和电热的计算学 习难 点学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难;含容电路的计算；电源输出功率及效率的讨论学 法指 导自主探究、交流讨论、自主归纳教 学设 想本节课的教学内容是电路的动态分析、含容电路分析、电源的输出功率、电源的效率的讨论和探究教 学 过 程情 境 导 入1、电功和电功率的计算：W= ；P= ；2、焦耳定律的表达式：Q= ；3、电功与电热的比较： 对 电路，电功与电热相等，其计算公式为： ； 对 电路，电功大于电热，电功与电热的关系为: 师 生 互 动任务一 小组合作探究讨论（一）电

3、路的动态分析问题“电路的动态变化”模型指电路中的局部电路变化时引起的电流或电压的变化，变化起因有变阻器、电键的闭合与断开、变压器变匝数等。不管哪种变化，判断的思路是固定的，这种判断的固定思路就是一种模型。1. 直流电路的动态变化引起的电表读数变化问题例1. 如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？任务二 小组合作探究一、电功和电功率思考下列问题：（1）电场力的功的定义式是什么? （2）电流的定义式是什么?如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移

4、动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？1.电功：（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功（2）公式：W=UIt（3）单位：J kWh 1kWh=3.6×106J在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念2.电功率：（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功

5、率。用P表示电功率。（2）定义式：P=IU （3）单位：瓦（W）、千瓦（kW） 1kWWW（4）P额是个定值，P实是个变值。 P额P实。说明1.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少2.利用电功率的公式P=IU计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W 。 3.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。 二焦耳定律电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的

6、电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。1.焦耳定律 （1）内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 （2）公式：Q=I 2R t 说明焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路 纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件 非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路 2.热功率：（1）定义： 导体在单位时间内发出的热量（2）公式：P热=Q/t=I 2R（3）单位：W kW说明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

7、t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式。3电功率与热功率 （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=.同理P=UI=I2R=.（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=I2R t（电枢的电阻生热）

8、.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=I 2R t=；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。小组讨论交流：例1、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t ，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有：（ ）A. U1<U2 , Q1=Q2

9、 B. U1=U2 , Q1=Q2C. W1=W2 , Q1>Q2 D. W1<W2 , Q1<Q2例2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示重物的质量m50kg，电源电动势110V不计内阻及各处的摩擦，当电动机以v0.90ms的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I5A，由此可知电动机线圈的电阻 R 。 任务二 课堂达标检测1、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ） AP B/ r C D 2.、把标有“220V100W”的灯泡接到220V的电路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多大？若接到110V

10、的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）3、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总功率分别为P1、P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为P1'、P2'，则可以判定 ( ) (A) P12P2 (B) P1P2 (C) P1'2P2' (D) P1'2P2'4、一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 （ ）AU4V BU=8V CE16J DE=32J5、有一个直流电动机，把它接入0.2V

11、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，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）6、如图所示的电路中，电源电动势6V，内阻r1，M为一直流玩具电动机，其电枢电阻R1=2，限流电阻R2=3，电压表示数为3.6V，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率7、已知R1、R2都标有"4W、100"字样，而R3标有"1W、100"字样按图中所示的电路连接，则A、B间允许消耗

12、的最大电功率为 W含电容电器的分析与计算方法在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：  （1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.  （2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等.  （3）电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电补充内容或错题订正本 节 总 结任务三 达标提升1.下列说法正确的是( ) A不接触的物体之间一定没有力的作用 B马拉车的力大于车拉马的力 C施力物体同时也是受力物体 D柳枝在摇摆，只有受力物体，没有施力物体2下述关于力的说法中不正确的是( ) A力对物体的作用效果，完全由力的大小决定。B作用在物体上的力，不论作用点在什么位置产生的效果均相同。C物体受到力的作用后，一定同时出现形变和运动状态的改变。D力的作用效果一定会