高中物理(人教版)选修3-1优秀学案--2.5《焦耳定律》

1、2. 5焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1 .电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是 导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W=, P=。2 .电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。 三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1 .理解电流热效应的本质2 .掌握焦耳定律，并能进行有关计算3 .理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热二、学习过程1 .电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能

2、 或内能等)的量度。(2) W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率(1)电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度(2) Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热)；P=I2R是热功率的计算式，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，U2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=t .同R_2 U理 P=UI =I2R=R(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

3、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=I2Rt (电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=I2Rt,应该是 W=E其他+ Q.(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，2W=Q=UIt =I 2R t=U t ;在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q,这时电功只能用 W=UItR计算，电热只能用 Q=I2Rt计算，两式不能通用。例1 一台电风扇，内阻为

4、 20 0接上220 V电压后，消耗功率 66 W,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？电动机的效率是多少？(3)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，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？三、反思总结四、当堂检测1.用电器两端电压 220V,这意味着()A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220JB.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220WD.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J2. 一灯泡标有“220V

5、 100W字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化),则有()A.灯泡的实际功率为 50WB.灯泡的实际功率为 25W1C.通过灯泡的电流为额定电流的一2y 一 1D.通过灯泡的电流为额定电流的一43.下图电路中，电灯Li、L2都标有“220V 100W ；电灯L3、L4都标有“220V 40W .将A、B两端接入电源，最暗的灯是（）A. LiB. L2 C. L3D. L44.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为P甲和电，可以断定（）A.巳巳 B.巳P乙C.Pp =Pz.D.无法确定第-9 -页/共6页6.一个直

6、流电动机所加电压为5.输电线总电阻为r,输送的电功率是P,送电电压为U,则用户得到的功率为（）U,电流为I,线圈内阻为 R,当它工作时，下述说法中错误的是（）A .电动机的输出功率为U2/RB .电动机的发热功率为I2RC.电动机的输出功率为IU-I2RD .电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R7.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。求:（1）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多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电

7、阻用电器）8 .某一电动机，当电压 Ui=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为Ii=2Ao当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1Ao求这时电动机的机械功率是多大？9 .微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 0.3 V的电压时，通过的电流为 0.3 A, 此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V时，电流为 0.8 A,这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？课后练习与提高1.关于电功，下列说法中正确的有（）A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等2. 一盏电

8、灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W,那么此时电灯实际消耗的电功率将（）A.大于91W B.小于91W C.等于91WD.条件不足，无法确定3. A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则Pa:Pb:PcR3=18QO通电后（）为()A.1:1:1D.1:4:44.图中 Ri=4Q, R2=9Q,A .经Ri和R3的电流之比Ii: 13=3: 1B. Ri两端的电压和 R3两端的电压之比 Ui: U3=4: 9C.三个电阻消耗的电功率之比Pi： P2： P3=2: i: 2D.三个电阻消

9、耗的电功率之比Pi : P2： P3=2: 2: i5 .两个电阻，Ri=8Q, R2=2Q,并联在电路中.欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（A.用一个阻值为B.用一个阻值为C.用一个阻值为D.用一个阻值为2 a的电阻与R2串联6 的电阻与R2串联6 的电阻与Ri串联2 a的电阻与Ri串联6 .理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为Ri ,它与电热丝电阻值 R2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为 U,电流为I消耗的功率为P,则有（）22 _A. P UI B. P I (Ri R2)C. P UI D.

10、P I (Ri R2)7 .一台直流电动机线圈电阻r =i，与一阻值 R=i0的电阻串联，当所加电压U=i50V ,电动机正常工作时电压表示数I00V,求电动机消耗的功率及输出的机械功率。8.如图所示是电饭煲的电路图，Si是一个限H灯温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103C)时会自动断开；S2是一个自动温控开关，当温度低于 60c时会自动闭合，温度高于 80c时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻Ri=R2=500 Q,加热电阻丝R3=50 Q,两灯的电阻不计。(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温的过

11、程)。(2)简要回答，如果不闭合开关Si,电饭煲能将饭煮熟吗？(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。9.一台国产XQB3013型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压220 V额定频率50 Hz额定洗衣、脱水功率360 W额定洗衣、脱水容量3 kg整机质里33 kg外形尺寸(长栈晒)(5 4 2 X550 X9 20) m m 3(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大(2)如洗衣、脱水的累计时间为 40 min,则洗衣机耗电多少？2.5焦耳定律学案导学参考答案(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通

12、过电风扇的电流U1=R220A=11 A20电动机消耗的电功率P=IU=11 X220 W=2420 W电动机发热功率P 内= I2R=112X20 W=2420 W预习内容1.电能自由电荷静电力电势能W IUt P IU 2.电 内当堂检测1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD7、1.5W, 8W8、31W9、60%.课后练习与提高1、AC2、B3、D4、AC5、A6、AD7、 P=IUm=5M00=500WP 热=I2r =25WP 机=P-P 热=500-25=475W8、(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关Si关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到80c时，S2自动断开，Si仍闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到 103c时.开关Si自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，