高中物理人教版1第二章恒定电流第5节焦耳定律 获奖作品

焦耳定律【学习目标】1．从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系2．知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用3．从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非电阻电路【重难点】学习重点：电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式学习难点：电功和电热之间的联系和区别【学习方法】体验式学习方法类比学习方法【预习自学】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。3.是电功的普适式，是电功率的普适式，适用于任何电路。4.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）；是热功率的计算式。5.电流做功的实质：【合作探究】一、体验：电能与其他形式能的转化电烙铁：电风扇：手机电池充电：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.推导电功的表达式：举例说明：不同的电器做功的快慢不同。2.电功率：（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。（2）定义式：P=IU（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）1kW＝W＝W（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。=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1.观察实验：1、电机工作时电压表和电流表的读数记下：U1=，I1=，2、电机卡住时电压表和电流表的读数记下：U2=，I2=。针对上面的数据：你有什么要说的吗？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.焦耳定律推导焦耳定律：3.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=（3）单位：WkW［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t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式。4．电功率与热功率请比较：两者的不同【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（）A．PB．/rC．D．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m＝50kg，电源电动势E＝110V．不计内阻及各处的摩擦，当电动机以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I＝5A，由此可知电动机线圈的电阻R＝。3.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的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）4.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)P1＝2P2(B)P1＝P2(C)P1'＝2P2'(D)P1'＞2P2'5.一根电阻丝在通过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（）A．U＝4VB．U=8VC．E＝16JD．E=32J6.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？