高中物理《焦耳定律》学案 新人教版选修3-1

1、山东省新泰市汶城中学高二物理焦耳定律学案 人教版选修3-1自主体验一、电功和电功率：1电功：电流做功，就是导体中的_对_的静电力在做功，驱动自由电荷做定向移动，其结果是电荷的_减少，而其他形式的能增加电流做的功简称电功 计算公式：用W表示电功，计算公式为：_，表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电流I、通电时间t三者的乘积国际单位制中的单位是：_，其他单位还有：千瓦时(kWh)，也叫度2电功率：单位时间内电流所做的功叫做_定义式为：P 计算公式：_，表示电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积国际单位制中的单位是：_，其他单位还有：千瓦(kW)二、焦耳

2、定律：1焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的_成正比，跟导体的_成正比，这一规律叫做焦耳定律公式表示为：_.2热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，定义式为：P 计算公式为：_.3纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的_4非纯电阻电路：含有_或_的电路称为非纯电阻电路在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为_或_.知识探究要点一： 电动机模型1电动机的等效处理电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和热能在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻rD和无电阻的转动线圈D串联而成，如图252所示，电流通过rD时把电能转化为热能，而

3、线圈D把电能转化为机械能2输入功率：电动机的总功率由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总UI.3. 输出功率：电动机做有用功的功率如图253所示，P出mgv(设重物匀速上升)4热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热、热功率P热I2r.5功率关系P总P出P热6电动机的效率100%.7解决电动机问题注意分两种情况：(1)当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率(2)当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路.要点二：纯电阻电路和非纯电阻电路的有何区别？纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律

4、遵从欧姆定律I不遵从欧姆定律：UIR或IQ，UItI2Rt电功率与电热功率的关系纯电阻电路中，PUII2R非纯电阻电路中UII2R，t既不能表示电功，也不能表示电热典例剖析题型一：电功的计算【例1】 一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A4 V,16 J B8 V,16 J C4 V,32 J D8 V,32 J题型二：功率问题的实验考查【例2】 某同学利用图1所示的电路研究灯泡L1(6 V，1.5 W)、L2(6 V,10 W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定)，图2为实物图 图1 图2 图3(1)他分别将

5、L1、L2接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现灯泡均能正常发光在图2中用笔画线代替导线将电路连线补充完整(2)接着他将L1和L2串联后接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是_(3)现有如下器材：电源E(6 V，内阻不计)，灯泡L1(6 V，1.5 W)、L2(6 V,10 W)、L3(6 V,10 W)，单刀双掷开关S，在图3中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L1亮，右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号

6、灯L1亮，左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮拓展探究1：一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图4(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系有()AP14PD BPDP/4 CPDP2 DP1P BIUP CPI 2(R1R2) DPI 2(R1R2)课堂达标1.家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧开前的加热状态，一是水烧开后的保温状态，其电路如图254所示R1是一电阻，R2

7、是加热用的电阻丝，则电饭锅()AS闭合时为保温状态 BS断开时为加热状态CS闭合时为加热状态 DS断开时为保温状态2在电动机正常工作时，每秒钟电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是()A电功等于电热 B电功等于电热的2倍C电功等于电动机输出的机械能 D电热仅为电功的一部分3关于电功和焦耳热，下列说法错误的是()A在纯电阻电路中，计算电功可用公式WI2RtB在非纯电阻电路中，计算电功可用公式WI2RtC在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式QI2RtD在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式QIUt4用一个额定电压为220 V的电热水器煮沸一壶水需要t s，如果不考虑电热水器的电热

8、损失和电热丝电阻受温度的影响，那么()A当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要2t sB当线路电压为110 V时，煮沸一壶水需要4t sC当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要4t sD当线路电压为55 V时，煮沸一壶水需要16t s5.一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？课后达标1关于三个公式：(1)PUI；(2)PI2R；(3)P，下列叙述正确的是()A公式(1)适用于任何电路的电热功率 B公

9、式(2)适用于任何电路的电热功率C公式(1)、(2)、(3)适用于任何电路电功率 D以上都不正确2一只普通的家用照明白炽灯，额定功率为40 W，正常发光时，通过它的电流与下列哪一个值较为接近() A20 A B2 A C0.2 A D0.02 A3两只灯泡L1、L2分别标有“110 V,60 W”和“110 V,110 W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220 V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路() .3.总结反思4如图5所示电路，电动机M转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热Q随电压表测得的电压U和电流表测

10、得的电流I而变化的情况是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的)()AQ跟电流I的平方成正比BQ跟电压U的平方成正比CQ跟电压U与电流I的乘积成正比DQ跟电压U与电流I的比值成正比6两个电阻，R18 ，R22 ，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是()A用一个阻值为2 的电阻与R2串联 B用一个阻值为1 的电阻与R2串联C用一个阻值为6 的电阻与R1串联 D用一个阻值为2 的电阻与R1串联7.一幢居民楼住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、

11、B间电压为U，进线电流为I，如图6所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()API2R BPU2/R CPIU DP二、计算论述题8一台国产XQB3013型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压220 V额定频率50 Hz额定洗衣、脱水功率360 W额定洗衣、脱水容量3 kg整机质量33 kg外形尺寸(长宽高)(542550920) mm3(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流强度是多大？(2)若洗衣、脱水的累计时间为40 min，则洗衣机耗电多少？9某房间的入户电源线如图7所示，现有工作电压为220 V的用电器如下：100 W的灯泡6只，220 W的电视机1台，1 000