《焦耳定律》学案

1 / 9 焦耳定律学案 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 焦耳定律学案 课前预习学案 一、预习目标 初步了解焦耳定律，并能进行有关计算 二、预习内容 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。 三、提出疑惑 课内探究学案 一、学习目标 1理解电流热效应的本质 2掌握焦耳定律，并能进 行有关计算 3理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 二、学习过程 1.电功和电功率 （ 1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能2 / 9 （电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。 （ 2） 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。 2.焦耳定律和热功率 （ 1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度 . （ 2） 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 ， 3.电功和电热 （ 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=I2Rt（电枢的电阻生热） .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3 / 9 中，电功才等于电热， W=Q=UIt=I2Rt=；在非纯电阻电路中，电功大于电热， WQ，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。 例 1 一台电风扇，内阻为 20 ，接上 220V电压后，消耗功率 66W，问： （ 1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （ 2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多 少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （ 3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ 三、反思总结 四、当堂检测 1.用电器两端电压 220V，这意味着 () 电流通过用电器时，消耗的电能为 220j 正电荷通过用电器时，产生 220j的热量 电流通过用电器时，电流的发热功率为 220W 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功 220j 2.一灯泡标有 “220V ， 100W” 字样将其接到 110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化 )，则有 () A.灯泡的实际功率为 50W 4 / 9 B.灯泡的实际功率为 25W c.通过灯泡的电流为额定电流的 D.通过灯泡的电流为额定电流的 3.下图电路中，电灯 L1、 L2 都标有 “220V ， 100W” ；电灯L3、 L4都标有 “220V ， 40W” 将 A、 B 两端接入电源，最暗的灯是 ( ) A L1B L2c L3D L4 4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正 常发光，两电路中消耗的总功率分别为和，可以断定 () A. B. c.=D.无法确定 5.输电线总电阻为 r，输送的电功率是 P，送电电压为 U，则用户得到的功率为 () 6.一个直流电动机所加电压为 U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是（） A电动机的输出功率为 U2 R B电动机的发热功率为 I2R c电动机的输出功率为 IU-I2R 5 / 9 D电动机的功率可写作 IU=I2R=U2/R 7.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，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） 8某一电动机，当电压 U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？ 9微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上的电压时，通过的电流为，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为时，电流为 0. A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？ 课后练习与提高 1.关于电功，下列说法中正确的有 () A.电功的实质是电场力所做的功 B.电功是电能转化为内能 c.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度 6 / 9 D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等 2.一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为 100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是 9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将() A.大于 91WB.小于 91Wc.等于 91WD.条件不足，无法确定 、 B、 c 三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则 PA:PB:Pc 为 ( ) :1:2:1:4:4 4.图中 R1=4 ， R2=9 ， R3=18 。通电后（） A经 R1¬和 R3的电流之比 I1： I3=3： 1 B R1两端的电压和 R3两端的电压之比 U1： U3=4： 9 c三个电阻消耗的电功率之比 P1： P2： P3=2： 1： 2 D三个电阻消耗的电功率之比 P1： P2： P3=2： 2： 1 5.两个电阻 ,R1=8,R2=2, 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 6 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 6.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶7 / 9 转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为 R1，它与电热丝电阻值 R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为 U，电流为 I 消耗的功率为 P，则有（） A B c D 7.一台直流电动机线圈电阻 r=1 ，与一阻值 R=10 的电阻串联，当所加电压 U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。 8.如图所示是电饭煲的电路图， S1 是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（ 103 ）时会自动断开； S2 是一个自动温控开关，当温度低于 60 时会自动闭合，温度高于 80 时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻 R1=R2=500 ，加热电阻丝 R3=50 ，两灯的电阻不计。 （ 1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加热和保温的过程）。 （ 2） 简要回答，如果不闭合开关 S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ （ 3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。 9.一台国产 XQB30 13 型全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 8 / 9 额定频率 50Hz 额定洗衣、脱水功率 360W 额定洗衣、脱水容量 3kg 整机质量 33kg 外形尺寸 (长宽高 )(5 2 550 20) 3 (1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大 ? (2)如洗衣、脱水的累计时间为 40min，则 洗衣机耗电多少 ?焦耳定律学案导学参考答案 (3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过I=A=11A P=IU=11 220W=2420W P 内 =I2R=112 20W=2420W 预习内容 1.电能自由电荷静电力电势能 2.电内 9 / 9 当堂检测 1、 D2、 Bc3、 c4、 c5、 B6、 AD 7、， 8W 8、 31W 9、 60 . 课后练习与提高 1、 Ac2、 B3、 D4、 Ac5、 A6、 AD 7 、 P=IUm=5 100=500WP 热 =I2r=25W P 机 =P-P 热=500-25=475W 8、 (1)电饭煲盛上食物后，接上电源， S2 自动闭合，同时把手动开关 S1 关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到 80时