鲁科版选修31 3.3焦耳定律 课件（27张）.pptx

第3节焦耳定律 读一读 思一思 辨一辨 议一议 一 电能阅读教材第58 59页 电能 部分 知道电功 电功率的概念和计算式 1 什么是电功 电功的计算式是什么 答案 自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流 电场力对自由电荷做的功 称为电功 公式 w uit 2 什么是电功率 电功率的计算式是什么 答案 单位时间内电流所做的功就叫做电功率 公式 p iu 单位 瓦特 w 读一读 思一思 辨一辨 议一议 二 焦耳定律阅读教材第59 60页 焦耳定律 部分 知道焦耳定律 了解纯电阻电路和非纯电阻电路 1 焦耳定律的内容是什么 表达式是什么 答案 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 这就是焦耳定律 表达式 q i2rt 2 在什么电路中 由u ir 可推得答案 纯电阻电路 3 某一电路中只含有某一元件 即白炽灯 电动机 电炉 电容器 电熨斗 电饭锅 电解槽其中的一种 哪些属于纯电阻电路 哪些属于非纯电阻电路 答案 纯电阻电路有 白炽灯 电炉 电熨斗 电饭锅 非纯电阻电路有 电动机 电解槽 电容器 读一读 思一思 辨一辨 议一议 三 身边的电热阅读教材第61页 身边的电热 部分 知道电流的热效应及其应用 1 哪些电器是应用电流的热效应工作的 答案 电热水器 电饭锅 电刻笔 电焊等都是利用电流的热效应工作的 2 电流热效应有哪些危害 答案 如果插头和插座之间接触不良会迸出火花 在输电线路中由于电热 降低电能的传输效率 电流过大 散热不好 还会烧坏电线的绝缘层 引起漏电 触电 读一读 思一思 辨一辨 议一议 1 思考辨析 1 电流做功的实质就是电场力对电荷做功 解析 自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流 电场力对自由电荷做的功 称为电功 答案 2 只有在纯电阻电路中 才能用p热 i2r求电热功率 解析 p热 i2r适用于任何电路 答案 3 用电器的实际功率取决于用电器的额定功率 解析 用电器的实际功率 是由加在它两端的电压和通过的电流决定的 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 4 焦耳定律最初是焦耳用实验直接得到的 解析 焦耳研究了电流的热效应后用实验得出的规律 答案 5 电功一定等于电热 解析 非纯电阻电路电功大于电热 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 探究讨论 1 电流做功越多 电功率越大吗 答案 不一定 电功率是指电流单位时间内做的功 电流做功多 由于时间不确定 所以电功率不一定大 2 电风扇 电冰箱消耗的电能等于i2rt吗 电风扇消耗的电能转化成什么形式的能量了 答案 不等于 电风扇 电冰箱消耗的电能没有全部转化为热能 电风扇消耗的电能有大部分转化为了机械能 小部分转化为了电热 读一读 思一思 辨一辨 议一议 3 小明在家中发现了一种微型电动机 在该电动机的说明书上看到其额定电压为220v 电流为2a 内部线圈的电阻为10 小明根据两个电功率公式p iu和p i2r求出的电功率数值为什么不一样呢 答案 由p iu求出的电功率是电流的做功功率 由p i2r求出的电功率是用电器的热功率 两者一般是不相同的 只有在纯电阻用电器中两者才相同 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 对电功与电功率的理解在日常生活中 经常会用到家用小电器 例如电吹风 电熨斗等 它们都会分为几挡 像电吹风可以吹暖风和热风 它们都是通过电流做功把电能转化为热能的 1 电流做功的实质是什么 2 设加在一段电路两端的电压为u 通过电路的电流为i 试推导t时间内电流做功的表达式 要点提示 1 因电流是自由电荷在静电力作用下定向移动形成的 电流做功实质上是导体中恒定电场对自由电荷的静电力做功 2 t时间内通过电路的总电荷量q it 静电力移动电荷做功w qu 故t时间内电流做功w uit 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 电功和电功率是对一段电路而言的 不论这段电路的结构如何 也不管这段电路中有何种用电器 只要知道这段电路两端的电压u和流过这段电路的电流i 就可以求出电功率 再知道用电的时间就可以求出电功 2 用电器铭牌上所标注的额定电压 额定功率 是指用电器正常工作时的电压和在这个电压下的功率 例如 洗衣机的铭牌上标有额定电压220v 额定洗涤功率320w 额定脱水功率135w 这是指该洗衣机在220v电压下能正常工作 在这个电压下洗涤时的功率为320w 脱水时的功率为135w 3 用电器正常工作是指在额定电压下工作 用电器在不同电压下工作一般可认为其电阻值不变 4 电功和电功率定义公式分别是w iut和p ui 不要随意用欧姆定律将其变形为w i2rt和p i2r 因为变形后的公式只适用于纯电阻电路 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 电功率p ui对任何电路都适用 2 当实际电压等于额定电压时实际功率等于额定功率 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题1 一根电阻丝在通过2c的电荷量时电流所做的功为8j 若在相同的时间内通过4c的电荷量 求 1 电阻丝上的电流所做的功 2 电流做功的功率是原来的几倍 思考问题 1 电流做功与电荷量有什么关系 答案 w qu 2 怎样计算电流做功的功率 答案 p ui 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 1 设电阻丝的电阻为r根据电功w uit qu得u1 4v在相同的时间内通过的电荷量变为原来的2倍即q2 2q1由i 知i2 2i1由u ir得u2 2u1 8v电流做的功w2 u2i2t 2u1 2q1 4w1 32j 答案 1 32j 2 4倍 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 电能全部转化成电热的电路为纯电阻电路 电能转化成电热和其他形式能的电路为非纯电阻电路 2 非纯电阻电路只能用q i2rt计算电热 电功w uit大于q 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题2 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 1 求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为多大 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 解析 1 电动机不转时 说明电动机无机械能输出 它消耗的电能完全转化为热能 此时电动机电路可视为纯电阻电路 则r 0 5 当加电压为2v 电流为1a时 电动机正常工作 有机械能输出 此时电动机电路为非纯电阻电路 消耗的电能等于转化的机械能和热能之和 转化的热功率为p热 i2r 0 5w总功率p总 ui 2w 则输出功率p出 p总 p热 1 5w 2 若在电动机正常工作时被卡住 电动机无机械能输出 视为纯电阻电路 此时的电热功率为 答案 1 1 5w 2 8w 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 归纳总结含有直流电动机的电路存在两种工作状态 当电动机正常工作时 电能转化为热能和机械能 当电动机不转 如电动机转子被卡住 则没有电能转化为机械能 此时电能全部转化为内能 电路中虽然有电动机 但此时的电路仍可视为纯电阻电路处理 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 5 1 电功的理解 关于电功的说法错误的是 a 导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功b 电流做功的过程 就是电能转化为其他形式的能的过程c 电流做功消耗的能量 由电源供给d 电功就是电能解析 根据电功的定义及特点 可以判断a b c均正确 电功是电能转化为其他形式的能的量度 功和能是不同的概念 d错误 答案 d 探究一 探究二 1 2 3 4 5 当堂检测 2 纯电阻电路和非纯电阻电路 多选 下列关于电功 电功率和焦耳定律的说法正确的是 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 w uit适用于任何电路 而w i2rt 只适用于纯电阻电路c 在非纯电阻电路中 ui i2rd 焦耳热q i2rt适用于任何电路 探究一 探究二 1 2 3 4 5 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 5 当堂检测 4 电功率的计算 如图所示 有一内电阻为4 4 的电解槽和一盏标有 110v60w 的灯泡串联后接在电压为220v的直流电路两端 灯泡正常发光 则 a 电解槽消耗的电功率为120wb 电解槽的发热功率为60wc 电解槽消耗的电功率为60wd 电路消耗的总功率为60w解析 灯泡能正常发光 说明电解槽和灯泡均分得110v电压 且干路电流i i灯 则电解槽消耗的功率p p灯 60w 选项a错误 选项c正确 电解槽的发热功率p热 i2r内 1 3w 选项b错误 整个电路消耗的总功率p总 220 120w 选项d错误 答案 c 探究一 探究二 1 2 3 4 5 当堂检测 5 非纯电阻