人教版选修11 电流的热效应 第一课时 学案 (1).docx

1.6电流的热效应学 习 目 标：1.知道电流的热效应跟哪些因素有关2.学会用焦耳定律解决一些实际问题3.知道生活中应用焦耳定律的例子4.掌握节约电能的一些方法.重点：知道电流的热效应跟哪些因素有关难点：学会用焦耳定律解决一些实际问题进行新课：知识点1：电阻与电流的热效应基础初探填空：1焦耳定律(1)电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比(2)公式：qi2rt.(3)单位：焦耳，符号：j.2热功率：把电热器单位时间内消耗的电能叫做热功率pi2r，单位：瓦，符号：w.3额定功率是指用电器正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫额定电压，通过用电器的电流叫额定电流4能量转化(1)电流通过电动机时，电能主要转化成机械能，只有一部分转化成内能，这时电功率大于热功率(2)电流通过白炽灯泡时，电能全部转化成内能，这时电功率等于热功率判断;1电流通过导体时产生热量叫电流的热效应()2电热器的电阻越大，热功率一定越大()3电流通过电风扇时，电能全部转化为机械能()思考题：1电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关？【提示】电流通过电阻时产生的热量与电流的大小、电阻的大小及通电时间有关2安装在电路中的保险丝是根据什么原理设计的？它的作用是什么？【提示】保险丝是根据电流的热效应制成的，当电路中电流过大时，因发热太多而熔化，从而使电路断开1电热的探究(1)思路：控制变量法(2)可能因素：电流、电阻、通电时间(3)方法电流、通电时间相同，探究电热与不同电阻的关系电阻、时间相同，通入不同的电流，探究电热与电流的关系电流、电阻相同，通电时间不同，探究电热与通电时间的关系2对焦耳定律的理解(1)焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，不能认为是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的发热计算(2)焦耳定律公式的理解：在电流和电阻相同时，热量与时间成正比；在电阻和时间相同时热量与电流的平方成正比；在电流和时间相同时热量与电阻成正比如串联的两个用电器由于电流是相等的，在时间相等的情况下，谁的电阻大谁发热多，不是电阻大的阻碍作用大而发热少例1为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应采取下列哪些措施() a保持电阻不变，使电流减半b保持电阻不变，使电压减半c保持电炉两端电压不变，使其电阻减半d使电压和电阻各减半【解析】电阻一定时，使电流减半，由pi2r知，电功率减为原来的1/4，可见a项错；同理，使电压减半，由p知，电功率也为原来的1/4，故b项错；当电压不变，电阻减半时，由p知，电功率变为原来的2倍，可见c项错；由p知，当u和r各减半时，电功率变为原来的1/2，可见d项正确【答案】d例2两导体的电阻之比r1r212，通过的电流之比i1i221，则它们的热功率之比为多少？ 【解析】根据pi2r得，21.【答案】21知识点2：白 炽 灯1白炽灯的工作原理利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光2内部环境为了避免高温下金属丝迅速氧化折断，灯泡要抽成真空或充入惰性气体1日光灯是白炽灯()2白炽灯泡的电功率越大，灯丝越粗()1白炽灯的发光效率为什么比较低？【提示】白炽灯发光时，大部分能量以热量的形式散发出去，只有少部分以可见光辐射，所以效率低2正常工作的电动机是否只是发热？【提示】不是正常工作的电动机消耗的电能大部分转化为机械能，小部分转化为内能1在纯电阻电路中，如由白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有wq，即iuti2rt.显然uir，则计算电功或电热时，可采用公式wqiuti2rtpt中的任一形式进行计算2在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有wq，即iuti2rt.显然uir.因此在这种情况下，电功w只能用公式wiut进行计算，电热q只能用公式qi2rt进行计算课堂练习1(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内()a电炉放热和电动机放热相等b电炉两端电压大于电动机两端电压c电炉两端电压等于电动机两端电压d电动机消耗的功率大于电炉的功率【解析】由于电炉与电动机电阻相等，电流也相等，由qi2rt得，相同时间内放热相等，a项正确；由于电动机消耗的电能有一部分要对外做功，所以电动机消耗的功率大于电炉的功率，由p机u机i，p炉u炉i知，u机iu炉i，所以电动机两端的电压大于电炉两端的电压，因此b、c项错，d项正确【答案】ad2一台直流电动机的额定电压为u，额定功率是p，电动机内电枢导线的电阻为r，那么它正常工作时的电流是() a等于u/rb等于p/uc大于u/rd大于p/u【解析】由于电动机电路不是纯电阻电路则uir，所以选项a、c不正确电动机的额定功率p是电动机正常工作时的输出功率piu，所以i，故选项d不正确，选项b正确【答案】b3(多选)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bwuit适用于任何电路，而wi2rtt只适用于纯电阻的电路c在不是纯电阻的电路中，uii2rd焦耳热qi2rt适用于任何电路【解析】电功率公式p，功率越大，表示电流做功越快对于一段电路，有piu，i，焦耳热q2rt，可见q与p、u、t都有关，所以p越大，q不一定越大，a不对；wuit是电功的定义式，适用于任何电路，而i只适用于纯电阻电路，则wi2rtt也只适用于纯电阻电路，b对；在不是纯电阻的电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以wq，即uii2r，c正确；qi2rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，d正确【答案】bcd4电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为() a通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少b电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热c通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多d铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少【解析】电炉丝和铜导线是串联关系，故通过电炉丝的电流与通过铜导线的