焦耳定律導(dǎo)學(xué)案(2

1、A、2: 3: 6B、6: 3: 2C、1: 2: 3D、3: 2: 1班級： 組別： 姓名： 組內(nèi)評價： 教師評價： 2.5焦耳定律課型：新授課【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、 理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的 計算。2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系過程與方法通過推導(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。情感態(tài)度與價值觀通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點的教育?！窘虒W(xué)重、難點】重點：電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。難點：1.電功率和熱

2、功率的區(qū)別和聯(lián)系。2. 非純電阻電路中電能與其他形式能轉(zhuǎn)化關(guān)系，電功大于電熱?！緦W(xué)法指導(dǎo)】等效法、類比法、比較法、實驗法【課前準(zhǔn)備】燈泡(36 V，18 W、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī)【課前預(yù)習(xí)】知識點一：電功和電功率1、電功(W:(1、能量轉(zhuǎn)化 電爐通電時，能轉(zhuǎn)化為能；電動機(jī)通電時，能轉(zhuǎn)化為能；蓄電池充電時， 能轉(zhuǎn)化為能；電流做功的過程就是 能轉(zhuǎn)化為能的過程。(2、定義：電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在電場力作用下發(fā)生，在移動的過程中，電場力對自由電荷做了 ，也就是通常說的電流做的功，簡稱電功。(3) 公式推導(dǎo)：電場力的功的定義式 ，電流的定

3、義式 ，則有 W=即電流在一段電路中所做的功等于這段電路 、電路中的 、三者的乘積。在純電阻電路中還可寫成： W=。(4) 國際單位： (符號 J ),常用的單位還有：千瓦時( kW- h),亦稱為度，1kW- h=J 。(5) 物理意義：反應(yīng)了 轉(zhuǎn)化為的多少。2、電功率(P)(1) 定義： 內(nèi)電流所做的功叫做電功率。(2) 表達(dá)式：電流在一段電路上做功的功率等于 與的乘積。即 P(3) 單位：國際單位制中： 。(4) 物理意義：表示電流做功的 。(5) 額定功率：用電器在 (填“額定”或“實際”)電壓下正常工作所消耗的電功率。(6) 實際功率：用電器在 (填“額定”或“實際”)電壓下工作所消

4、耗的電功率3、W= qUUlt是的普適式，P= UI是的普適式，適用于 電路。4、串并聯(lián)中的功率分配(1) 串聯(lián)電路中的功率分配與電阻成 ，總功率等于各電阻消耗功率 。(2) 并聯(lián)電路中的功率分配與電阻成 ，總功率等于各支路消耗功率 。例1不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V, 40W的燈泡，下列說法正確的是()A. 接在110 V的電路上時的功率為 20 WB. 接在110 V的電路上時的功率為10 WC. 接在440 V的電路上時的功率為 160WD. 接在220 V的電路上時的功率為 40 W變式1：將標(biāo)有“ 220V, 100W和“ 220V, 25W字樣的兩個燈泡 A和B串聯(lián)后接

5、入電路，為使 兩個燈泡都能安全使用，電路兩端所加電壓的最高值是多少？這時兩燈的實際功率之和是多少？變式2:下圖所示的電路中，三電阻串聯(lián)，其阻值U,各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3,則P1 :A、2： 3： 6B、6: 3: 2C、1: 2: 3D、3: 2: 1變式3:下圖所示的電路中，三電阻并聯(lián)，其阻值P2: P3等于()R1R2R11R1=2Q, R2 =3Q, R3 =6Q，電路總電壓為R1=2Q, R2 =3Q, R3 =6Q，電路總電壓為P3等于()U,各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3,則P1 : P2: 知識點二：焦耳定律1、 電流的熱效應(yīng)：電流在通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體要發(fā)熱

6、，能轉(zhuǎn)化為能。這就是電流的熱效應(yīng)2、 內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的 成正比，跟導(dǎo)體的電阻成 ，跟通電時間成。3、表達(dá)式：電熱 Q ,。注意：焦耳定律是電流熱效應(yīng)的實驗定律，凡是計算電熱，都應(yīng)選用焦耳定律。適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路。4、 熱功率（P）:定義：稱為熱功率。表達(dá)式：P=。5、電功和電熱的區(qū)別和聯(lián)系（1）電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電 路兩端和通過的的乘積。熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的 和的乘積（2 ）在純電阻電路中：電流通過用電器以 為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙 在非純電阻電

7、路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為 的能（例如電流通過電動機(jī)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為 ,C=I2R t （電樞的電阻生熱）.這里W=Ult2不再等于 Q=l Rt，應(yīng)該是 W =E其他+ Q 電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=U=I 2R2t=y_t ；在非純電阻電路中，電功大于電熱，WQ,這時電功只能用 W=UIt計算，電熱只能用 Q=|2RtR計算，兩式不能通用（純

8、電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路， 白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機(jī)也是純電阻器件；非純電阻電路：電路中含有電動機(jī)在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路）例2 一臺電動機(jī)，線圈電阻為 0.4 Q,當(dāng)它兩端所加電壓為220 V時，通過的電流是 5A問：鐵、白熾燈泡等。這時電能全部轉(zhuǎn)化為，電功電熱，即W=UltT2Rt-U t .同理R2 U 2p=ui=i2f=.R（1）電動機(jī)的輸入功率多大？（2 ）電動機(jī)每分鐘消耗電能多少？（3）電動機(jī)每分鐘產(chǎn)生的電熱多少？產(chǎn)生機(jī)械能多少？變式4: 一直流電動機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動， 在線圈兩端加電壓為 0.3V ,電流

9、為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為 2 V時，電流為0.8 A，電動機(jī)正常工作。求該電動 機(jī)正常工作時，輸入的電功率是多少？電動機(jī)的機(jī)械功率是多少 ？【課內(nèi)探究】探究一：電功和電功率 閱讀教材P53頁電功和電功率，回答以下問題：問題1:電功的實質(zhì)是什么？課本是如何推導(dǎo)出電功的表達(dá)式的？問題2 :電功和電功率各自的物理意義是什么？探究二：焦耳定律閱讀教材P53-54頁焦耳定律，回答以下問題：問題3:什么是電流的熱效應(yīng)？探究三：電功和電熱的比較、電功率和熱功率的比較問題4:對任何電路，電流做功和電熱，各自應(yīng)如何計算？問題5:在純電阻電路中，電功和電熱，電功率和熱功率之間有什么樣的關(guān)系？問題6

10、 :在非純電阻電路中，電功和電熱，電功率和熱功率之間又是什么樣的關(guān)系？【歸納與總結(jié)】純電阻電路（l=U/R）W=UIt6內(nèi)能QQ=I2Rt卡住焦耳定律非純電阻電路:電功等于電熱經(jīng)R為第一支路到B,（原則上最簡便直觀）；由A取第二支路經(jīng)F2經(jīng)C到B由A取第三支路經(jīng)F3到D再經(jīng)民到B； CD間接有K,如圖乙所示。（Rvb： Rae=5 : 6）電熱RiR3B例1圖甲運轉(zhuǎn)2:如圖所示，M N兩點間電壓為 18V, R=6Q, R2 =3Q,（l VU/R）電能內(nèi)能Q+其它形式的能W=UItQ=I2RtG=6卩F, C2=3卩F;當(dāng)電鍵K斷開時，A B兩點間的電壓U AB為_18伏，當(dāng)K閉合時，電容器

11、C的電量變化了 _- 0.36 X 10 4_庫電功大于電熱電功：W= UIt L 電功率：P=UI電熱：Q=l2Rt 熱功率：P熱=i2r【自我測評】【方法點撥】電路結(jié)構(gòu)分析1、復(fù)雜電路的等效化簡方法1、 關(guān)于公式： P =IU、 P =l 2r、 P =U 2/R ,下述正確的是：（）A. 公式適用于任何電路的電功率B. 公式適用于任何電路的電功率C. 公式、均適用于任何電路的電功率D. 以上說法均不正確2、 兩個繞線電阻分別標(biāo)有“ 100 Q、10W和“ 20Q、40W”，則它們的額定電流之比為：（）（1）電路化簡時的原則： 、無電流的支路化簡時可去除； 、等電勢的各點化簡時可合并； 、

12、理想導(dǎo)線可任意長短； 、理想電流表可認(rèn)為短路，理想電壓表可認(rèn)為斷路。A. 5:5B. . 10 : 20C. . 5 : 10D.1: 2000（2）常用等效化簡方法： 電流分支法：a、先將各結(jié)點用字母標(biāo)出；b、判斷各結(jié)點元件的電流方向；c、按電流流向,自左向右將元件、結(jié)點、分支逐一畫出；d、將畫出的等效圖加工整理。 等勢點排歹原址將各結(jié)點用字母標(biāo)出；b、判斷各結(jié)點電勢高低；c、將各結(jié)點按電勢高低自左向右排列，再將各結(jié)點間的支路畫出；d、將畫出的等效圖加工整理。2、含有電容器的直流電路的分析方法： 、電路穩(wěn)定時，電容器是 斷路的，其兩端電壓等于所 并聯(lián)的電路兩端的電壓； 、電路的電流、電壓變化

13、時，將會引起電容器的充（放）電；如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它并接的電路放電。例1 :如圖甲所示，設(shè)R=R2=R3=RfR,求電鍵 K閉合和開啟 時，A B兩端電阻之比。解析：用分支法簡化電路：由A_P-D-_HF3 R4 , I KAR2C=R1B例1圖乙CMDN例2圖3、 一只電爐的電阻絲和一臺電動機(jī)線圈電阻相同，都為R。設(shè)通過它們的電流相同（電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)），則在相同的時間內(nèi)：（）A. 電爐和電動機(jī)產(chǎn)生的電熱相等B. 電動機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率C. 電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓D. 電爐和電動機(jī)兩端電壓相等4、 一個標(biāo)明“ 1k Q, 10

14、W的電阻，允許通過的最大電流為 ，允許加在這個電阻兩端的最大電壓為 。當(dāng)這個電阻兩端的電壓為40V時，它消耗的實際功率為。（設(shè)電阻阻值不隨溫度變化）5、 “ 220V、5.5kW”的電動機(jī)，電阻為0.4Q，它在正常工作時的電流為A1s鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是J ， 1s內(nèi)有 J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。6、 如圖4，為用直流電源給蓄電池充電的電路。若蓄電池的內(nèi)阻為r，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I和U,則輸入蓄電池的功率為 ，蓄電池的發(fā)熱功率為，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為 。_7、 某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置如圖所示重物的質(zhì)量m 50kg，耳 電源電動勢 = 110V.不計內(nèi)阻及各處的摩擦， 當(dāng)電動機(jī)以v

15、= 0.90m/ t圖4lms的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強(qiáng)度1= 5A,由此可知電動機(jī)線圈的電阻R9.如圖所示，三個阻值相同的電阻接在電路中，已知三個電阻的額定功8、一根電阻絲在通過 2C的電量時，消耗電能是8J。若在相同時間內(nèi)通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內(nèi)消耗的電能E分別為()A. U= 4V B . U=8V C . E= 16J D . E=32J9、 已知 R1、R2都標(biāo)有4W 100 Q 字樣，而 R3標(biāo)有1W100 Q 字樣.按圖中所示的電路連接，則A B間允許消耗的最大電功率為W10、規(guī)格為“ 220V, 1000V”的電爐，求：(1)

16、 電爐正常工作時，通過電阻絲的電流(2) 電爐的電阻【課堂檢測】Oit11AkBrnb0率均為10W則AC間允許消耗的最大功率是。10.電動機(jī)的額定電壓是 110V,額定功率是2.2kW，線圈的電阻是0.5 Q, 求：(1) 電動機(jī)正常工作時的電流多大？(2) 1s時間內(nèi)線圈上產(chǎn)生的熱量是多少？(3) 1s時間內(nèi)轉(zhuǎn)化的機(jī)械能有多少？(4 )用此電動機(jī)提升質(zhì)量為100kg的重物，勻速運動時的速度多大？11. 一個標(biāo)有“ 220V, 100W的白熾燈泡，若忽略溫度對電阻的影響，問:(1)這盞燈的電阻多大？(2 )這盞燈正常發(fā)光 24h,用電多少度？(3)把這盞燈接到110V的電路里，它所消耗的電功

17、率為多大？9題圖1.教材P55問題與練習(xí)1、2、3、4、5題。12題圖2 一只普通的家用照明白熾燈泡正常發(fā)光時，通過它的電流值與下列哪一數(shù)值較為接近()A. 20A B. 2A C. 0.2A D. 0.02A3 對于由金屬電阻絲做成的電熱用電器，下列說法正確的是()A. 如果額定功率相同，額定電流大的用電器電阻大B. 如果額定功率相同，額定電流大的用電器電阻小C. 如果額定電壓相同，額定功率大的用電器電阻大D. 如果額定電流相同，額定功率大的用電器電阻大4.有兩個電阻R1和R2,且R R2,下列說法正確的是()A. 由公式P=I2R可知，電阻大的消耗的功率多，所以有P1P22B. 由公式P=

18、U/R可知，電阻小的消耗的功率多，所以有P1P2C. 由公式P=IU可知，消耗的功率多少與電阻無關(guān)，所以有P1 = P2D. 在所加電壓相同的情況下，由公式P=U/R可知，有5兩只額定電壓相同，額定功率之比為2 : 1的電燈，若把它們串聯(lián)在電路中，則它們消耗的實際功率之比為( )A. 1 : 2B.2: 1C.1: 4D.1: 16 .室內(nèi)有五種用電器：1.5kW的電飯鍋,200W的電冰箱，750W的取暖器,250W的電視機(jī)和2kW的空調(diào)12.如圖所示的電路中，電爐電阻R=10Q，電動機(jī)線圈電阻r=1 Q,電路兩端電壓U=100V,電流表的示數(shù)為30A，問通過電動機(jī)的電流為多少？通電 1分鐘，電 動機(jī)做的有用功是多少？額定電壓220 V額定頻率50 Hz額定洗衣、脫水功率360 W額定洗衣、脫水容量3 kg整機(jī)質(zhì)量33 kg外形尺寸(長X寬X高)3(5 4 2X 550X 9 20) mm13. 一臺國產(chǎn)XQB313型全自動洗衣機(jī)說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表, 試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計算：(1)這臺洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時，通過洗衣機(jī)的電流