高中物理 第二章 恒定电流 5 焦耳定律课件 新人教版选修31.ppt

5焦耳定律 1 理解电功的概念 知道电功是指静电力对自由电荷所做的功 理解电功的公式 能进行有关的计算 2 理解电功率的概念和公式 能进行有关的计算 3 知道电功率和热功率的区别和联系 教学目标 重点 电功 电功率的概念 公式 焦耳定律 电热功率的概念 公式 难点 电功率和热功率的区别和联系 重点难点 学生学好这节知识是非常必要的 建议教师帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系 防止学生乱套用公式 本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验 在得出了焦耳定律以后 介绍焦耳定律及其在生活 生产上的应用 教学建议 导入一 引入新课 教师 用电器通电后 可以将电能转化成其他形式的能量 请同学们列举生活中常用的用电器 并说明其能量的转化情况 学生 1 电灯把电能转化成内能和光能 2 电炉把电能转化成内能 3 电动机把电能转化成机械能 4 电解槽把电能转化成化学能 新课导入 教师 用电器把电能转化成其他形式能的过程 就是电流做功的过程 电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢 本节课我们学习关于电功和电功率的知识 新课导入 导入二 随着空调 电热器等大功率用电器的增多 全国各地引发的火灾事故也不断增多 每年我国因为用电原因导致火灾的案件占火灾总数的30 以上 我们知道一些大功率用电器所用的插座 导线都会因为通电时间长而变得很热 当温度高到一定程度就会引发火灾 那么用电器放热与什么因素有关呢 新课导入 1 定义 电流流过一段电路 自由电荷在的作用下发生定向移动 静电力对自由电荷做了功 简称为电功 2 表达式 3 单位 符号为j 电功 知识必备 知识点一 静电力 w uit 焦耳 1 定义 电流所做的功与完成这部分功所用的比值 即单位时间内电流所做的功 叫作电功率 2 表达式 p 3 单位 符号为w 4 物理意义 表示电流做功的 5 额定功率是用电器正常工作时的输出功率 也就是用电器两端的电压为时的功率 在实际使用过程中 用电器两端的电压通常不会刚好是额定电压 此时的功率叫作实际功率 电荷守恒定律 知识必备 知识点二 时间 ui 瓦特 快慢 额定电压 1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟和通电时间成正比 2 表达式 2 热功率 1 定义 电流流过导体时释放的热量与释放这些热量所用的比值 称为 电 热功率 焦耳定律 知识必备 知识点三 q i2rt 导体的电阻 时间 2 表达式 3 单位 符号为w 知识必备 瓦特 想一想 像电烙铁 电熨斗等这样的用电器 电流做功转化成了什么形式的能 电功率与热功率有何关系 学习互动 纯电阻电路中的功率分配及计算 考点一 要点总结 1 电功是电能转化为其他形式的能的量度 即电功在数值上等于电流通过导体时电能转化为其他形式的能的多少 计算电功时用公式w uit 2 电热是电能转化为内能的量度 即电热表示电流通过导体时转化为内能的多少 计算电热时用公式q i2rt 3 对纯电阻电路来说 由于电能全部转化为内能 所以有关电功 电功率的所有公式和形式都适用 即 学习互动 学习互动 学习互动 例2额定电压都是110v 额定功率分别为pa 100w和pb 40w的两盏电灯 若接在电压是220v的电路上 可以使两盏电灯均能正常发光且电路中消耗功率最小的电路是图2 5 1中的 图2 5 1 学习互动 想一想 含有电动机的电路 正常工作时电流做的功是否等于电热 它的电功率和热功率有何关系 学习互动 非纯电阻电路中的功率分配及计算 考点二 要点总结 1 从能量转化角度看 电功与电热间的数量关系是w q 即uit i2rt 2 在非纯电阻电路中 电流做功时电能除转化为内能 电热 外 还要转化为其他形式的能 如机械能 化学能等 因此 在非纯电阻电路中 电功大于电热 电功率大于热功率 在计算电功和电热时要用各自的定义式计算 即w uit p ui q i2rt p热 i2r 学习互动 学习互动 例3 多选 在如图2 5 2所示的电路中 输入电压u恒为8v 灯泡l标有 3v 6w 字样 电动机线圈的电阻rm 1 若灯泡恰能正常发光 下列说法正确的是 a 电动机的输入电压是5vb 流过电动机的电流是2ac 电动机的效率是80 d 整个电路消耗的电功率是10w 图2 5 2 答案 ab 解析 灯泡恰能正常发光 说明灯泡两端电压为3v 电流为2a 电动机的输入电压是8v 3v 5v 流过电动机的电流是i 2a 选项a b正确 电动机内阻消耗的功率为i2rm 4w 电动机输入功率为5 2w 10w 输出功率为6w 效率为 60 整个电路消耗的电功率是10w 6w 16w 选项c d错误 学习互动 例4 2017 湖北七校联考 有一个直流电动机 当它两端所加电压为3v 转子不转时 通过它的电流为3a 当它两端所加电压为8v 电动机正常工作时 通过它的电流为2a 由此可知电动机正常工作时 a 电动机消耗的电功率为24wb 电动机的热功率为9wc 电动机通过细绳可将质量为0 4kg的物体以3m s的速度沿竖直方向匀速吊起 不计一切摩擦 g取10m s2 d 电动机的工作效率为25 学习互动 学习互动 备用习题 备用习题 备用习题 备用习题 自我检测 答案 a 解析 电功率越大 电流做功越快 相同时间内电流做功越多 但电路中产生的热量不一定越多 a错误 w uit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 b正确 在非纯电阻电路中 电流所做的功等于产生的热量与其他形式的能之和 所以w q 即uit i2rt c正确 q i2rt是热量的定义式 适用于任何电路中产生的热量 d正确 自我检测 自我检测 答案 c 解析 电动机的电功率p ui 热功率p热 i2r 所以机械功率p机 p p热 ui i2r 选项c正确 自我检测 3 纯电阻电路的功率 如图2 5 3所示 电路两端的电压u保持不变 电阻r1 r2 r3消耗的电功率一样大 则r1 r2 r3是 a 1 1 1b 4 1 1c 1 4 4d 1 2 2 图2 5 3 自我检测 4 非纯电阻电路的功率 如图2 5 4所示 a b两点间电压为18v r1 0 2 电动机m线圈的电阻也是0 2 电路