高二上冊物理電功和電熱焦耳定律電阻定律名補(bǔ)教案教師版

1、高二物理上冊名補(bǔ)精品教案目標(biāo)提高班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 電功和電熱、焦耳定律、電阻定律【教學(xué)目標(biāo)】1理解電功和電功率，掌握電功和電功率的計(jì)算2知道焦耳定律的物理意義，掌握焦耳定律在生活中的應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】1從能量守恒和轉(zhuǎn)化理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非純電阻電路.2理解電功、電功率以及焦耳熱的計(jì)算公式，能夠熟練地運(yùn)用其進(jìn)行計(jì)算【教學(xué)難點(diǎn)】1、在非純電阻中，電功與電熱之間的轉(zhuǎn)化?！具M(jìn)門得分】1、.一個(gè)型電路如圖所示，電路中的電阻 另有一測試電源，電動(dòng)勢為, 內(nèi)阻忽略不計(jì).則（ AC ）A當(dāng)端短路時(shí)，之間的等效電阻是B當(dāng)端短路時(shí)，之間的等效電阻是C當(dāng)兩端接通測試電源時(shí)，兩端的電壓為

2、D當(dāng)兩端接通測試電源時(shí)，兩端的電壓為2、如圖，三個(gè)電阻阻值，在間接上電源后，三個(gè)電阻的功率之比為（ D ）A B C D3、如圖所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是:燈“”，燈“”，燈“”，燈“”.在兩端加上電壓后，四個(gè)燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率的大小，正確的是(B ).ABC D4、如圖所示，和是兩個(gè)定值電阻，的阻值很大，的阻值很小，是一個(gè)靈敏電流計(jì)，則下列判斷正確的是（ AD ）A只閉合，整個(gè)裝置相當(dāng)于伏特表 B只閉合，整個(gè)裝置相當(dāng)于安培表 C和都斷開，整個(gè)裝置相當(dāng)于靈敏電流計(jì) D和都閉合，整個(gè)裝置相當(dāng)于安培表【教學(xué)內(nèi)容】知識點(diǎn)一、電功和電功率1電功(1)實(shí)質(zhì)：因電流是自由電荷在電場

3、力作用下定向移動(dòng)形成的，電流做的功，實(shí)質(zhì)上是電場力移動(dòng)電荷做的功(2)表達(dá)式：設(shè)加在一段電路兩端的電壓為，流過電路的電流強(qiáng)度為，則時(shí)間內(nèi)流過電路的電量.電場力移動(dòng)電荷做的功時(shí)間內(nèi)電流做功表明：電流在一段電路上所做的功，跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時(shí)間成正比注意：電功適用于任何電路在純電阻電路中，由于，所以在純電阻電路中的電功可表示為(3)單位：在國際單位中功的單位是焦耳，符號為，常見的電功單位還有：千瓦時(shí)（），也稱“度”，. (4)意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，電流做了多少功，就表明有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即電功反映了電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少2電功率(1

4、)定義：電流所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，叫做電功率(2)公式：計(jì)算電功率的普適公式為和，對于純電阻電路，計(jì)算電功率還可以用公式和.(3)單位：在國際單位制中的單位是瓦，符號為，常用的還有千瓦（），.(4)意義：電功率表示電流做功的快慢用電器的額定功率和實(shí)際功率：額定功率：用電器長期正常工作時(shí)的最大功率，也就是用電器加上額定電壓（或通以額定電流）時(shí)消耗的電功率。實(shí)際功率：用電器的實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率。要點(diǎn)詮釋：為了使用電器不被燒毀，要求實(shí)際功率不能大于其額定功率。 知識點(diǎn)二、焦耳定律1焦耳定律：(1)1841年，英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量（稱為焦耳熱）與電流 的平方、導(dǎo)體

5、的電阻、通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計(jì)算電熱時(shí)都用到它。(2)熱功率：單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率熱功率等于通電導(dǎo)體中電流的二次方與導(dǎo)體電阻的乘積 (3)電功率與熱功率 對純電阻電路，電功率等于熱功率 即： 此時(shí)，可得 ,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和即： 此時(shí)，可得 ,所以，對非純電阻電路歐姆定律不成立.2電熱（1）電熱：由于導(dǎo)體的電阻，使電流通過導(dǎo)體時(shí)消耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分能量叫電熱。（2）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量等

6、于電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間的乘積。（3）公式：.（4）適用對象凡是要計(jì)算電熱，都應(yīng)首選，可求任何電路中電流通過電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 3熱功率的意義及計(jì)算（1）熱功率：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率， 即.（2）熱功率計(jì)算當(dāng)電路不是純電阻電路時(shí)，電功用來計(jì)算，電熱只能用進(jìn)行計(jì)算，電功率用計(jì)算，熱功率只能用計(jì)算。知識點(diǎn)三、電功和電熱的比較對任何電路，電流做的功恒為；電流產(chǎn)生的熱恒為.1在純電阻電路中，由于，因此，即電流做的功全部轉(zhuǎn)化為電熱2在非純電阻電路(像含有電動(dòng)機(jī)、電解槽的電路)中，電流做的功只有很少一部分轉(zhuǎn)化為電熱，絕大部分轉(zhuǎn)化成(機(jī)械能或化學(xué)能等)其他

7、形式的能因此，即，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，在非純電阻電路中滿足：電功電熱其他形式的能，即例如，一臺電動(dòng)機(jī)，額定電壓是，電阻是，在正常工作時(shí)通過的電流是，每秒鐘電流做的功為，而每秒鐘電流產(chǎn)生的熱為，可見，電功比電熱大得多其中為每秒鐘產(chǎn)生的機(jī)械能知識點(diǎn)四、電路中電功率和熱功率的計(jì)算方法1注意區(qū)別 “負(fù)載”“負(fù)荷”與“電阻”“負(fù)載”或“負(fù)荷”是對用電器功率特征的一種習(xí)慣稱謂通常說“負(fù)載”或“負(fù)荷”大，是指用電器的功率大，并不是用電器的“電阻”大在一般情況下，“負(fù)載”大的用電器電阻反而小如“與”的兩個(gè)燈泡，后者的功率大但電阻卻較小2注意區(qū)別純電阻電路與一般電路電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱(內(nèi)能)的電

8、路稱為純電阻電路，對純電阻電路有電路消耗的電能并不完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為其它形式的能（如機(jī)械能、化學(xué)能等），這種電路叫非純電阻電路，如電動(dòng)機(jī)、電解槽的電路等。對非純電阻的電路有：，此時(shí)或，決不能亂套用公式。要點(diǎn)詮釋：對非純電阻電路計(jì)算電功率只能用，計(jì)算熱功率只能用. 知識點(diǎn)五、電動(dòng)機(jī)工作過程的能量轉(zhuǎn)化 1電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能在真空中，電場力對電荷做正功時(shí)，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動(dòng)能；在金屬導(dǎo)體中，在電場力作用下做加速運(yùn)動(dòng)的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動(dòng)的動(dòng)能傳給離子，使離子熱運(yùn)

9、動(dòng)加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2.電動(dòng)機(jī)的總功率（輸入功率）：總.3. 電動(dòng)機(jī)的熱功率.4. 電動(dòng)機(jī)的輸出功率（機(jī)械功率）：.5. 電動(dòng)機(jī)的效率：要點(diǎn)詮釋：注意區(qū)分電動(dòng)機(jī)的幾種功率，從能量守恒角度去分析和考慮電動(dòng)機(jī)問題。知識點(diǎn)六、 電阻定義及意義1導(dǎo)體電阻的定義及單位導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)，與電壓、電流均無關(guān)。（1）定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小之比叫導(dǎo)體的電阻。（2）公式：.（3）單位：歐姆（），常用單位還有千歐（）、兆歐（） 2物理意義反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。要點(diǎn)詮釋：導(dǎo)體對電流的阻礙作用，是由于自由電荷在導(dǎo)體中做定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，跟導(dǎo)體中

10、的金屬正離子或原子相碰撞發(fā)生的。電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體兩端出現(xiàn)電壓降，同時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。提供了測量電阻大小的方法，但導(dǎo)體對電流的這種阻礙作用是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的，與所加的電壓，通過的電流均無關(guān)系，決不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電流成反比?！睂?，因與成正比，所以.知識點(diǎn)七、 電阻定律 1電阻定律的內(nèi)容及適用對象（1）內(nèi)容：同種材料制成的導(dǎo)體，其電阻與它的長度成正比，與它的橫截面積成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。（2）公式：.要點(diǎn)詮釋：式中是沿電流方向?qū)w的長度，是垂直電流方向的橫截面積，是材料的電阻率。（3）適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)

11、溶液。要點(diǎn)詮釋：電阻定律是通過大量實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律，是電阻的決定式。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，由導(dǎo)體本身的因素決定。 2電阻率的意義及特性（1）物理意義：電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)。（2）大?。?要點(diǎn)詮釋：各種材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長度為，橫截面積為的導(dǎo)體的電阻。（3）單位是歐姆·米，符號為.（4）電阻率與溫度的關(guān)系：各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。金屬的電阻率隨溫度升高而增大，可用于制造電阻溫度計(jì)。有些合金如錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。各種金屬中，銀的電阻率最小，

12、其次是銅、鋁，合金的電阻率大于組成它的任何一種純金屬的電阻率?！具^手練習(xí)】類型一、純電阻電路功率分配與計(jì)算例1有四盞燈，接入如圖所示的電路，和都標(biāo)有“”，和都標(biāo)有“”，把電路接通后，最暗的燈將是( C )A B C D 【變式1】有兩個(gè)標(biāo)有“”和“”字樣的燈泡，要把它們接在的電源上，燈泡即能正常發(fā)光，又能省電的連接方式應(yīng)是圖中的哪個(gè)？ （ D ）【變式2】把“”的燈和“”的燈串聯(lián)起來接到的電路中，導(dǎo)線的電阻不計(jì)，則兩燈（ ACD ）A電阻之比 B電壓之比為C功率之比為 D電熱之比為類型二、識別純電阻與非純電阻電路例2.一臺電風(fēng)扇的額定功率是,內(nèi)阻為，當(dāng)它接在的電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，求： （1）電風(fēng)扇

13、正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過它的電流多大？每秒有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？ （2）若接上電源后，電風(fēng)扇因故不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過它的電流多大？電風(fēng)扇實(shí)際消耗的電功率多大？此時(shí)可能會(huì)發(fā)生什么問題？【答案】（1）；，(2)；電風(fēng)扇將被燒壞.【變式1】一臺直流電動(dòng)機(jī)的電樞線圈的電阻是，其額定功率是，那么它正常工作時(shí)的電流強(qiáng)度（ B ）A等于，且大于B等于，且小于C等于，也等于D不等于，但等于【變式2】有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流是，若把電動(dòng)機(jī)接入電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大?（2）如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)

14、機(jī)的發(fā)熱功率是多大?【答案】(1) (2)類型三、根據(jù)銘牌和熱功率進(jìn)行計(jì)算例3一臺國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時(shí)，通過電熱水器的電流約為(A )A. B C D【變式】下表列出了某品牌電動(dòng)自行車及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械損耗若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則(AD)A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為 B電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為C該車獲得的牽引力為 D該車受到的阻力為類型四、 電阻定律例4兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻的拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為多少

15、？ 【答案】【變式1】某種材料做的均勻電阻絲，在下列哪些情況中其阻值不變，設(shè)溫度不變（ D ） A當(dāng)長度不變，橫截面積增大一倍時(shí)； B當(dāng)橫截面積不變，長度增加一倍時(shí)； C長度和橫截面半徑都縮小一倍時(shí)； D當(dāng)長度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí)【變式2】如圖所示，是一個(gè)表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為，直徑為，鍍膜材料的電阻率為，膜的厚度為管兩端有導(dǎo)電金屬箍、現(xiàn)把它接入電路中，測得、兩端電壓為，通過它的電流為則金屬膜的電阻率的值為：（ C ）A B C D 【出門檢測】類型五、由伏安曲線進(jìn)行分析計(jì)算例5如圖所示為通過某小燈泡的電流與其兩端的電壓關(guān)系圖線，試分析計(jì)算出其電壓為時(shí)小燈泡的電阻，并說明電阻的變化規(guī)律。 【答案】 電阻越來越大【課后作業(yè)】類型六、電功電熱計(jì)算例6如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電