25焦耳定律学案

1、2.5焦耳定律学案一、学习目标1、理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。2、掌握焦耳定律，并能进行有关计算。3、知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。二、课程学习1、电功(次)：(1) 定义：所谓电流做功，实质上是导体中的对自由电荷的在做功。(2) 表达式：电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路中的、三者的乘积，即*=O单位：国际单位制中：；常用单位：。(3) 物理意义：反应了转化为的多少。(1) 2、电功率(P)定义：内电流所做的功叫做电功率。(2) 表达式：电流在一段电路上做功的功率等于与的乘积。即夕=。(3) 单位：国际单位制中：o物理意义：表示电流做功的。*

2、(5)额定功率：用电器在(填“额定”或“实际”)电压下工作所消耗的电功率。(6)实际功率：用电器在(填“额定”或“实际”)电压下工作所消耗的电功率3、焦耳定律：焦耳定律：内容：o表达式：电热Q=o焦耳定律的微观解释：电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能通过电流做功转化为内能。(2)热功率(0:定义：的发热功率称为热功率。表达式：P=O三、讨论1、电功率与热功率的区别和联系2、试从能量转化的角度分析电功和电热的关系：3、纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路

3、非纯电阻电路元件特点电流、电压、电阻三者关系能量转化形式元件举例三、【巩固练习】【例1】不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V,40W的灯泡，下列说法正确的是A.接在110V的电路上时的功率为20WB.接在110V的电路上时的功率为10WC.接在440V的电路上时的功率为160WD.接在220V的电路上时的功率为40W【例2】例1一台电风扇，内阻为20Q,接上220V电压后，消耗功率66W,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？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

4、消耗的电功率和发热功率是多少？电功率与热功率的区别和联系参考答案：(1)电功率与热功率的区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压。和通过的电流/的乘积。热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方和电阻R的乘积。(2)电功率与热功率的联系若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即电教师指出：上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即尸电尸热。教师指出：上述实验中，电机转动时，电机消耗的

5、电功率，其中有一部分转化为机械能，有一部分转化为内能，故FF裁。3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=一同理P=UI=I2R=.RR（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=fRK电枢的电阻生热

6、）.这里片曲不再等于Q=fRt,应该是片E其他+0（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2RuQlf;在非纯电阻电路中，电功大于电热，WQ,这时电功只能用片回计算，电热只能用。=尸由R计算，两式不能通用。纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的也动机也是纯电阻器件。在纯电阻电路中，只含有电能和内能的转化。非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。在非纯电阻电路中，电能除了转化为内能外，还转化为其他形式的能量。比如电动机，电能转化为机械能和电阻丝的内能。解析：正确选项为BD

7、。U22202（法一）由扁=工得灯泡的电阻R=1AQ=1210QRRu2no2/.电压为uov时，p=w=iowR1210电压为440V时，超过灯炮的额定电压一倍，故灯泡烧坏，片0.U2（法二）由2=o可知/?一定时，P5,R:.当U=110V=?U额时，P=P额/4=10W【例2】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A,电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少?解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆U03定律

8、得电动机线圈内阻：r=-=Q=I0.3电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P.=/iU=0.8X2W=1.6W电动机的机械功率p.=p?.-/1人=1.6-0.8人1W=0.96W说明：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能重守恒定律.电热Q=?月t.电动机消耗的电能也就是电流的功小=域.由能重守恒得W=Q+E,为其他形式的能，这里是机械能；对电动机来说，输入的功率P.、.如；发热的功率P=/福输出的功率，即机械功率p,.=p.pf=UI-I2R.解答因为PwIU所以!=A=0.3AU220(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率Prt=727?=0.32x20W=1.8W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P机=?入-P内=66W-1.8W=64.2W电风扇正