《焦耳定律》学习任务单

《焦耳定律》学习任务单学习任务单课程基本信息学科高中物理年级学期课题沪科版（2020）必修第三册第十章电路及其应用第七节电功、电功率及焦耳定律学生信息姓名学校班级学号学习目标目标一：理解电功的概念，知道电功的计算公式和单位。目标二：理解电功率的概念，掌握电功率的计算公式和单位，能区分额定功率和实际功率。目标三：理解焦耳定律，会用焦耳定律计算电流通过导体产生的热量。课前学习任务1、阅读沪科版（2020）必修第三册第十章第七节教材内容，对电功、电功率、焦耳定律有初步的认识。2、观察生活中与电功、电功率、电热有关的电器设备，如电热水器、电灯泡等，思考它们工作时能量的转化情况。课上学习任务【学习任务一】电功1、导入同学们，咱们都知道电器使用的时候会消耗电能，那电能都用来干啥了呢？比如说，电灯把电能转化成了光能和热能，那电能转化成其他形式能的这个过程，咱们就叫做电功。那大家想一想，在这个过程中，哪些因素会影响电功的大小呢？2、探究电功的计算公式咱们先来看一个简单的电路，有电源、导线和一个电阻。电流通过电阻的时候，电阻就会发热，这就是电能转化为热能的过程。根据之前学过的知识，电压是形成电流的原因，电流通过电阻的时候，就好像有个力推着电荷移动。咱们假设电流为I，电压为U，时间为t。那在这段时间t内，通过导体横截面的电荷量Q＝It。而电功W就等于电压U乘以电荷量Q，也就是W＝UQ。把Q＝It代进去，就得到了电功的计算公式W＝UIt。这里的单位呢，电压U的单位是伏特（V），电流I的单位是安培（A），时间t的单位是秒（s），那电功W的单位就是焦耳（J），1J＝1V1A1s。3、小练习有一个电阻，它两端的电压是5V，通过它的电流是2A，通电时间是10s，那这个电阻消耗的电功是多少呢？大家自己算一算哦。【学习任务二】电功率1、电功率概念引入同学们，电功是表示电能转化为其他形式能的多少，但是不同的电器转化电能的快慢可不一样。比如说，一个100W的灯泡和一个60W的灯泡，100W的灯泡就比60W的灯泡亮得快，这就是说100W的灯泡消耗电能更快。咱们就把这种表示电流做功快慢的物理量叫做电功率，用字母P表示。2、探究电功率的计算公式根据功率的定义，功率等于功除以时间，那电功率P就等于电功W除以时间t。因为W＝UIt，所以P＝W/t＝UI。这就是电功率的计算公式啦。电功率的单位是瓦特（W），1W＝1J/s。3、额定功率和实际功率大家看一下自己桌子上的灯泡，上面标着“220V40W”，这个220V就是灯泡的额定电压，40W就是灯泡的额定功率。额定功率就是用电器在额定电压下工作时的功率。那实际功率呢？就是用电器在实际电压下工作时的功率。比如说，这个灯泡要是接到110V的电压下，它的实际功率就不是40W了。那大家想想，如果实际电压低于额定电压，实际功率会怎么变呢？【学习任务三】焦耳定律1、焦耳定律的推导咱们再回到刚才那个电阻发热的问题。根据电功的计算公式W＝UIt，又因为根据欧姆定律U＝IR，把U＝IR代入W＝UIt，就得到W＝I²Rt。这个公式表示电流通过导体产生的热量（在纯电阻电路中，电流做的功全部转化为热能），这就是焦耳定律。热量Q的单位也是焦耳（J）。2、应用焦耳定律计算有一个电阻为10Ω的导体，通过它的电流是3A，通电时间是5s，那这个导体产生的热量是多少呢？大家动手算一算。总结提升：今天咱们学习了电功、电功率和焦耳定律。大家说说看，这三个物理量之间有什么联系和区别呢？还有啊，在计算实际问题的时候，要注意哪些地方呢？课堂习题：练习1：一个电阻为20Ω的用电器，接到10V的电源上，通电1分钟，求这个用电器消耗的电功是多少？＿___________练习2：一个灯泡标有“110V60W”，当它接在220V的电源上时，它的实际功率是多少？（假设灯泡电阻不变）＿___________练习3：一根电阻丝，电阻为50Ω，通过的电流为2A，求30s内这根电阻丝产生的热量是多少？＿___________课后作业：1、完成沪科版（2020）必修第三册第十章第七节教材后面的练习题。2、找一找家里的电器，看看它们的铭牌，计算一下它们的额定功率和在你假设的实际电压下的实际功率。答案：练习1：首先根据欧姆定律求出电流I＝U/R＝10V/20Ω＝0.5A，再根据电功公式W＝UIt＝10V0.5A60s＝300J。练习2：先根据P＝U²/R求出灯泡电阻R＝U²/P＝（110V)²/60W＝2