高中物理 2.5《焦耳定律》学案 新人教版选修31.docVIP

2. 5 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（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=i2r t（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，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，w=q=uit=i 2r t=；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220 v电压后，消耗功率66 w，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()a.1a电流通过用电器时，消耗的电能为220jb.1c正电荷通过用电器时，产生220j的热量c.1a电流通过用电器时，电流的发热功率为220wd.1c正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220j2. 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50wb.灯泡的实际功率为25wc.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 ( )al1 bl2 cl3 dl44.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()a.p b.c.d.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u2rb电动机的发热功率为i2rc电动机的输出功率为iu-i2rd电动机的功率可写作iu=i2r=u2/r7.有一个直流电动机，把它接入0.2v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？（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0.3 的电压时，通过的电流为0.3 a，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 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3. a、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( )a.1:1:1 b.1:2: 2 c.2:1:1 d.1:4:44.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 br1两端的电压和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（ ）ab c d7.一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xqb3013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 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)(5255020)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40 min，则洗衣机耗电多少?2.5 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，通过电风扇的电流i= a=11 a电动机消耗的电功率p=iu=11220 w=2420 w电动机发热功率p内=i2r=11220 w=2420 w预习内容1.电能 自由电荷 静电力 电势能 2.电 内当堂检测1、d 2、bc 3、c 4、c 5、b 6、ad 7、1.5w，8w 8、31w 9、60.课后练习与提高 1、ac 2、b 3、d 4、ac 5、a 6、ad7、p=ium=5100=500w p热=i2r =25w p机=p-p热=500-25=475w8、(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，