學(xué)案：第五節(jié)：焦耳定律

1、第五節(jié)焦耳定律2011-10-22單縣五中高二物理組編主編:郭傳峰郭勇審訂:劉國(guó)立徐紅梅校對(duì):儀傳文班級(jí)_姓名_ 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì)2.掌握焦耳定律,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3.理解電功和電熱的關(guān)系,能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱重點(diǎn):焦耳定律內(nèi)容難點(diǎn):電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別【自主學(xué)習(xí)】1.能量轉(zhuǎn)化電爐通電時(shí),能轉(zhuǎn)化為能;電動(dòng)機(jī)通電時(shí),能轉(zhuǎn)化為能;蓄電池充電時(shí),能轉(zhuǎn)化為能;電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程就是的過(guò)程,電流做功的多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量。2.電功自由電荷在靜電力作用下沿靜電力的方向做定向移動(dòng),結(jié)果電荷的電勢(shì)能,其他形式的能。電流在一段電路中所做的功等于這段

2、電路、三者的乘積。計(jì)算式為W= 。3.電功率電流做的功叫電功率。用表示電功率,表達(dá)式為P= 。電流在一段電路上做功的功率P等于與這段電路的乘積。4.焦耳定律內(nèi)容電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成。這個(gè)關(guān)系最初是由實(shí)驗(yàn)得到的。5.表達(dá)式 Q= 。6.熱功率的發(fā)熱量通常稱(chēng)為熱功率,表達(dá)式為P= ?！菊n堂探究】探究一:電功和電功率閱讀教材53頁(yè)電功和電功率,回答以下問(wèn)題:問(wèn)題1:電功的實(shí)質(zhì)是什么?課本是如何推導(dǎo)出電功的表達(dá)式的?問(wèn)題2:電功率及其物理意義是什么?探究二:焦耳定律閱讀教材53-54頁(yè)焦耳定律,回答以下問(wèn)題:問(wèn)題3:什么是電流的熱效應(yīng)?探究三:電功率和熱功率的比較問(wèn)

3、題4:在純電阻電路中,電功和電熱,電功率和熱功率之間有什么樣的關(guān)系?【例1】將A、B兩個(gè)白熾燈接入電路,關(guān)于這兩只燈泡的發(fā)光情況,正確的說(shuō)法是(若A燈中的電流比B燈大,則A燈一定比B燈亮B、若A燈兩端的電壓比B燈大,則A燈一定比B燈亮C、若電流對(duì)A燈做的功比B燈多,則A燈一定比B燈亮D、若A燈消耗的電功率比B燈大,則A燈一定比B燈亮問(wèn)題5:在非純電阻電路中,電功和電熱,電功率和熱功率之間又是什么樣的關(guān)系?例2.電動(dòng)玩具汽車(chē)的直流電動(dòng)機(jī)電阻一定,當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí),通過(guò)的電流為0.3 A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)加上3 V電壓時(shí),電流為1 A,這時(shí)候電動(dòng)機(jī)正常工作,求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),產(chǎn)生的機(jī)

4、械功率和發(fā)熱功率.【例3】額定電壓為220V的電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻為0.8,正常工作時(shí),電動(dòng)機(jī)每秒放出的熱量為為1280J,則電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流強(qiáng)度為多大?每秒有多少焦的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能?【例4】某商場(chǎng)安裝了一臺(tái)傾角為30的自動(dòng)扶梯,該扶梯在電壓為380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以0.4m/s的恒定速度向斜上方運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為4.9kW,不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)中的電流為5A,若載人時(shí)扶梯的移動(dòng)速率和不載人時(shí)相同,則這臺(tái)自動(dòng)扶梯可同時(shí)乘載的最多人數(shù)是多少?(設(shè)人的平均質(zhì)量為60kg,g=10m/s2【課堂練習(xí)】一、選擇題:1、在下列用電器中,那些屬于純電阻用電器:(A A、電扇和電吹風(fēng)B、白熾燈、

5、電烙鐵和電熱毯C、洗衣機(jī)和電冰箱D、電解槽2、關(guān)于電功,下列說(shuō)法中正確的有:(AB A、電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功B、電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的量度C、電場(chǎng)力做功使金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子運(yùn)動(dòng)的速率越來(lái)越大D、電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等3、在某段電路中,其兩端電壓為U,通過(guò)的電流為I,通電時(shí)間為t,若該電路電阻為R,則關(guān)于電功和電熱的關(guān)系,下列結(jié)論正確的是(BC A、在任何電路中,電功UIt=I2RtB、在任何電路中,電功為UIt,電熱為I2RtC、在純電阻電路中,UIt=I2RtD、在非純電阻電路中,UItI2Rt4、若A燈標(biāo)有“220V 60W”,B燈標(biāo)有“220V 100W”,

6、把兩燈接入電路中,下列說(shuō)法中正確的是(AD A、當(dāng)通過(guò)兩燈的電流相等時(shí),A燈比B燈亮B、當(dāng)通過(guò)兩燈的電流相等時(shí),B燈比A燈亮C、當(dāng)加在兩燈的電壓相等時(shí),A燈比B燈亮D、當(dāng)加在兩燈的電壓相等時(shí),B燈比A燈亮5、為了使電爐消耗的功率減小到原來(lái)的一半,可行的辦法是(D A、使通過(guò)它的電流減半B、使兩端的電壓減半C、使電爐的電阻減半D、使它兩端的電壓和電阻均減半6、有一只燈泡的燈絲斷了,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)燈泡把燈絲接通,再接入電源后,所發(fā)生的現(xiàn)象及其原因是( C A、燈絲電阻變小,通過(guò)它的電流變大,根據(jù)P=I2R,電燈變亮B、燈絲電阻變大,通過(guò)它的電流變小,根據(jù)P=I2R,電燈變暗C、燈絲電阻變小,它兩端的電壓

7、不變,根據(jù)P=U2/R,電燈變亮D、燈絲電阻變大,它兩端的電壓不變,根據(jù)P= U2/R,電燈變暗三、計(jì)算題: 7、某滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20、0.2A”的字樣,現(xiàn)將固定端A和滑動(dòng)端P接在3V的電源上,并保持電壓不變,如圖所示。在P由B端向A端移動(dòng)的過(guò)程中,AP端電阻允許消耗的最大功率是多少?這時(shí)AP段的電阻多大?(0.6w 158、一個(gè)標(biāo)有“110V、10W”的燈泡,求:它的電阻;1210正常工作時(shí)的電流;0.09A如果接在100V的電路中實(shí)際功率多大?8.3W接在220V電壓的電路中,它的實(shí)際功率多大?會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?40W燈絲立即燒斷9、一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U=110V,電樞的電阻R=

8、0.5,當(dāng)它正常工作時(shí)通過(guò)的電流I=20A,若電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t=1分鐘。求:電流所做的功; 1.32105J電樞上產(chǎn)生的熱量; 1.2104J電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能。1.2105J【能力提升】10、在某段電路中,其兩端電壓為U,通過(guò)的電流為I,通電時(shí)間為t,那么關(guān)于電功和電熱的關(guān)系錯(cuò)誤的是( A A、在任何電路中,電功IUt等于電熱I2RtB、在任何電路中,電功為IUt,電熱為I2RtC、在純電阻電路中,IUt=I2RtD、在非純電阻電路中,IUtI2Rt11、將一根電阻絲接在某恒定電壓的電源兩端,電流做功的功率為P。若將金屬絲均勻的拉長(zhǎng)為原來(lái)的兩倍后再接入原來(lái)的電路中,則它的功率為:(B A、4PB、0.25PC、16PD、0.125P12、在電阻器上除了標(biāo)明電阻值,還標(biāo)明額定功率,這是它工作時(shí)允許消耗的最大功率,超過(guò)這個(gè)功率,電阻器就會(huì)燒壞,現(xiàn)有一個(gè)“1004W”的電阻器,允許加在這個(gè)電阻器上的最大電壓為U= V。允許通過(guò)這個(gè)電阻器的最大電流為I= A。當(dāng)電阻器兩端的電壓為1