山东省泰安市岱岳区徂徕镇第一中学高中物理 焦耳定律学案 新人教版选修31.docVIP

山东省泰安市岱岳区徂徕镇第一中学人教新课标高中物理选修3-1焦耳定律学案新授课学习目标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重点区别并掌握电功和电热的计算难点电功和电热之间的联系和区别及为什么在非纯电阻电路中uir教与导学 案备注提出问题教师点拨，指导教师总结小结学生练习学习小结作业推导电流做功及功率的表达式问题：1、电流的定义式是什么？ 2.、电场力做功的定义式是什么？（一）、电功（1）、定义：（2）、表达式：物理意义：适用条件：（3）、单位（及符号）：【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。（二）、推导电功率的表达式（1）、定义： （2）、表达式： （3）、单位（及符号）：（4）、额定功率和实际功率额定功率：实际功率：思考：在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分，电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢？探究一很多同学认为，w=iut，又由欧姆定律，u=ir，所以得出w=i2rt，电流做这么多功，放出热量q=w=i2rt。这种说法对吗？为什么？（三）、焦耳定律电流热效应英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。1、焦耳定律（1）、内容：（2）、表达式： 【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功w等于电热q；这时w= q=uit=i2rt2、热功率：问题：什么电路中w= q？什么电路中wq探究二：在纯电阻电路中，电功和电热，电功率和热功率之间有什么样的关系？在非纯电阻电路中，电功和电热，电功率和热功率之间又是什么样的关系探究三分析p54例题（从能量转化和守恒入手）再增补两个问题（1）电动机的效率。（2）若由于某种原因电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？练习：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？【课堂检测】1.一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/r2.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为r，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内()a.电炉和电动机产生的热量相同b.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率c.电炉两端电压小于电动机两端电压d.电炉和电动机两端电压相等3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ）a电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多b适用于任何电路，而只适用于纯电阻的电路c在不是纯电阻的电路中，d焦耳热适用于任何电路学生进行分析与探讨，可通过问题引导学生思考并推导出公式小组讨论，培养、锻炼学生的思维能力。通过学生回答，发表见解，培养学生语言表达能力。自学后分析解决问题学生分析回答焦耳定律强化训练1. 已知如图，两只灯泡l1、l2分别标有“110v，60w”和“110v，100w”，另外有一只滑动变阻器r，将它们连接后接入220v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？（ ）bl1 l2 l1 l2 l1 l2 l1r r r l2r b a. d c 2、 把6个相同的小灯泡接成图甲、乙两种形式，调节变阻器r1和r2使灯泡都能正常发光，这时r1和r2消耗的电功率分别为p1和p2，则p1和p2的大小关系为 b；a、 b、 c、 d、3一台电动机，在220v的额定电压下工作，通过的电流是50a，电动机发热的功率为lkw。则电动机线圈的阻值为_，电动机的输入功率为_，电动机的机械功率为_160.4，11kw,10kw,4一辆电动车的蓄电池充满电后可向电动机提供e0=4.5106j的能量，已知电动车和人的总质量m=100kg，行驶时所受阻力f为电动车和人总质量的0.05倍（g=10m/s2)（1）若这辆电动车的电动机效率为=70%，则这辆电动车充满一次电能行驶的最大距离是多少？（2）若电动车蓄电池的电动势e=24v，工作时电流强度i=20a，设电动车电路中的总电阻为r时，蓄电池工作时有30%的能量在r上转化为内能，求r的大小4. （1）63km（2）0.365.某用直流电动机提升重物的装置，如图所 示，重物质量m=50千克，电源电动势e=110伏，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以v=0.90米/秒的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度i=5安，求电动机线圈的电阻r(4)6、 某商场安装了一台倾角为30的自动扶梯，该扶梯在电压为380v的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9w，不载人时测得电动机中的电流为a，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为（设人的平均质量为60，10m/s）25人7、 1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车.车上电池的太阳能接收板的面积是8m,它正对太阳时电池能够产生120v电压,并对车上电动机提供10a的电流.电动机的直流电阻为4,而太阳光照射到地面时单位面积上的国徽功率为1.010w/m. 该车的太阳能电池的效率是多少?电动机把电能转化为机械能的效率是多少? 若太阳辐射的总功率为3.910w,且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28%的能量损耗,请根据这些资料计算太阳到地球的距离. 8、一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数规格后轮驱动直流电机车型26电动自行车额定输出功率120w整车质量30kg额定电压40v最大载量120kg额定电流3.5a质量为m=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力ff恒为车和人总重力的0.02倍。g取10m/s2，求：此车电机的内阻和正常工作时的效率。仅在电机正常工作时，人骑车行驶的最大速度。r=1.6v=6m/sublpa 10、如图所示，在该电路中，当滑动变阻器的滑片p正好位于变阻器的中点时，灯泡l恰好正常发光。已知变阻器两端a、b间所加电压u30v，l是标有“10v 10w”的灯泡，则变阻器的最大阻值为多少，此时电路消耗电能的总功率为多少？（20、60 w）7、分析与解答 8太阳能电池接收太阳能的功率pl.olowm88.o10w，转化成电能的电功率piu10120w二1200w 转化效率p/p=1200/（8.010）=15%电动机上的热功率 p热ir ， 输入的电功率p