《焦耳定律》教案4

1、焦耳定律教学目的：通过演示和讲解使学一掌握焦耳定律。讲解电功和电热的关系，知道在有非纯电阻元件 的电路中，电功大于电热的道理。教学重点：区别并掌握电功和电热的计算。教学过程复习引入：复习提问电功概念。使学生回答出电功即电流在一段电路上做的功 w=uit。接着向学生指出电流通过导体时，导体总是要发热的，这是电流的热效应。电流通过导体时产生的热量的多少与什么因素有关 呢？我们这节课就来学习这个问题。新课讲授：(一)焦耳定律：英国物理学家焦耳（18181889）经过长期的实验研究后指出：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比焦耳定 律。q=i2rt（1）式说明：a. (1

2、)式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的。b. (1)式中各量的单位。(二)电功和电热的关系:设问 : 电流通过电路时要做功 , 同时 , 一般电路都是有电阻的 , 因此电流通过电路时也要 生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?1.纯电阻电路.如图所示,电阻 r,电路两端电压 u,通过的电流强度 i。电功即电流所做的功: w=uit电热即电流通过电阻所产生的热量: q=i2rt由部分电路欧姆定律: u=irw=uit=i2rt=q表明 : 在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能 (热能)。电功表达式: w=uit=i

3、2rt=(u2/r)/t电功率的表达式: p=ui=i2r=u2/r2.非纯电阻电路.如图所示,电灯 l 和电动机 m 的串联电路中,电能各转化成什么能?电流通过电灯 l 时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能 和内能。电流通过电动机 m 时电功即电流所做的功(电动消耗的电能): w=uit电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量: q=i2rtw(=uit)=机械能+q(=i2rt)表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于 uit,电热仍等于 i2rt.但电功不再等于电热而是大于电热了. uiti2rt电功表达式: w=uitq=i2rt电功率表达

4、式: p=uii2r发热功率表达式: p=i2rui巩固新课:例题分析:例 1：一台电动机，额定电压是 110 伏,电阻是 0.40 欧,正常工作时通过电流为 50 安.求 每秒钟电流所做的功.每秒钟产生的热量。例 2：维修电炉时，将电阻丝的长度缩短十分之一，则修理后的电炉的功率和维修前的功 率之比是（ b ）a9：10 b。10：9 c。10：11 d。11：10例 3：如果不考虑温度对电阻的影响，一个“220v，40w”的白炽泡（ b d ）接在 110v 的线路上它的功率为 20w接在 110v 的线路上它的功率为 10w接在 55v 的线路上它的功率为 10w接在 55v 的线路上它的功率为 2.5w例 4:有一个直流电动机,把它接入 0.2v 电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是 0.4a,若把电动机接入 2.0v 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是 1.0a,求电动机正常工作时的输出功率多大 ?如果在电动机正常工作时 ,转子突然被卡住，电动机的发热功率是 多大？（ 1.5w 8w ）例 5:一台小型电动机,电枢电阻为 20 欧,接在电压为 120v 的电源上,求:当输入电动机的 电强度为多大时 ,电动机可得到最大的输出功率?最大输出功率为多少?解:电动机为非纯电阻电路故:iu