高中物理新課標版人教版選修3-1精品課件：《焦耳定律》(PPT課件可編輯)

1、新課標人教版課件系列高中物理選修選修3-13-12.5焦耳定律教學目標教學目標 v（一）知識與技能（一）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，能進行有關的計算。2、理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。v（二）過程與方法（二）過程與方法v通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分析、推理能力。v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀v通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。v【教學重點【教學重點】v電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。v【教學難

2、點【教學難點】v電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。v【教學方法【教學方法】v等效法、類比法、比較法、實驗法v【教學儀器【教學儀器】v燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導線若干、投影儀、投影片、玩具小電機一、電功和電功率如圖一段電路兩端的電壓為如圖一段電路兩端的電壓為U，通過的電，通過的電流為流為I，在時間，在時間t內(nèi)通過這段電路任一橫截內(nèi)通過這段電路任一橫截的電荷量的電荷量Itq 則則電場力做功即：電場力做功即： qUW UItW 1電功：在一段電路中電場力所做的功，也電功：在一段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱為電就是通常所說的電流所做的功

3、，簡稱為電功功UItW 電流在一段電路上所做的功等于這段電路電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓兩端的電壓U、電路中的電流、電路中的電流 I 和通電時間和通電時間 t 三者的乘積三者的乘積在國際單位制中電功的單位是焦（在國際單位制中電功的單位是焦（J），），常用單位有千瓦時（常用單位有千瓦時（kWh）.1kWh3.6106J2電功率：單位時間內(nèi)電流所做的功電功率：單位時間內(nèi)電流所做的功UItWP（）一段電路上的電功率（）一段電路上的電功率P等于這段電路兩等于這段電路兩端的電壓端的電壓U和電路中電流和電路中電流I的乘積的乘積（）電功率表示電流做功的快慢（）電功率表示電流做功的快慢（）單

4、位：在國際單位制中是瓦（）單位：在國際單位制中是瓦（W），常），常用單位還有毫瓦（用單位還有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MW額定功率和實際功率：用電器銘牌上所標額定功率和實際功率：用電器銘牌上所標稱的功率是稱的功率是額定功率額定功率，用電器在實際電壓下，用電器在實際電壓下工作的功率是工作的功率是實際功率實際功率用電器只有在額定電壓下工作實際功率才用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率等于額定功率幾種常見家用電器的額定功率幾種常見家用電器的額定功率 用電路用電路29吋彩吋彩電電電熨斗電熨斗電冰箱電冰箱微波爐微波爐臺燈臺燈額定電壓額定電壓（V）2

5、20220220220220額定功率額定功率（W）15030080010015080012004060二、電功率和熱功率 1電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程能量的過程電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能；電解槽把電電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能轉(zhuǎn)化為化學能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能能在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能；在金屬導體中，在電電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能；在金屬導體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子場力作用下做加速運動的自由電子頻繁

6、地與離子碰撞，把定向移動的功能傳給離子，使離子熱運碰撞，把定向移動的功能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能動加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2焦耳定律：焦耳定律：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流等于電流I的二次方、導體的電阻的二次方、導體的電阻 R 和和通電時間通電時間 t 三者的乘積三者的乘積 RtIQ2焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路路 純電阻電路：純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住轉(zhuǎn)子被

7、卡住的電動機的電動機也是純電阻器件也是純電阻器件 非純電阻電路：非純電阻電路：電路中含有電動機在轉(zhuǎn)動或有電路中含有電動機在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學反應的電路電解槽在發(fā)生化學反應的電路 熱功率：單位時間內(nèi)導體的發(fā)熱功率叫做熱功率：單位時間內(nèi)導體的發(fā)熱功率叫做熱功率熱功率熱功率等于通電導體中電流熱功率等于通電導體中電流I 的二次方與的二次方與導體電阻導體電阻R 的乘積的乘積 RItQP2I額額=P額額/U額額 =1000/220A 4.5A 例例1：規(guī)格為：規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，求：的電爐，求： 1.電爐正常工作時，通過電阻絲的電流電爐正常工作時，通過電阻絲的電流 2. 電爐的電阻

8、電爐的電阻 2.電爐的電阻：電爐的電阻： R=U額額2/P額額 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，電爐正常工作時：知，電爐正常工作時： =48.4探究實驗：探究實驗： 給你玩具電風扇給你玩具電風扇1臺、干電池臺、干電池2節(jié)、電壓表和電流節(jié)、電壓表和電流表各表各 1 只、導線若干。只、導線若干。 請你設法測出電風扇的直流電阻，以及電風扇工請你設法測出電風扇的直流電阻，以及電風扇工作時總功率作時總功率(電功率）和輸出的機械功率。電功率）和輸出的機械功率。運運行情況行情況物理物理量量 電電 壓壓 U（V） 電電 流流 I（A） 電電 阻阻 R（ ）總功率總功率電功率電功率（UI）（W）

9、熱功率熱功率 I2R（W）機械功率機械功率 UI I2R （W）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動3 0.08 卡卡 住住 30.130 0.24 0.192 0.048 0.30.3030純電阻電路純電阻電路: 電能電能 內(nèi)能內(nèi)能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非純電阻電路非純電阻電路:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能WW - QQUIt I2RtIU/R說明：歐姆說明：歐姆定律不適用定律不適用于非純電阻于非純電阻電路！電路！指某段電路指某段電路在某段時間在某段時間內(nèi)消耗的全內(nèi)消耗的全部電能部電能! ! 指轉(zhuǎn)化為指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那內(nèi)能的那部分電能部分電能!純電阻電路純電阻電路: 非純電阻電路非純電阻電路

10、:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R電功電功 = 電熱電熱：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R電功率電功率=熱功率熱功率：P =P熱熱 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R電功：電功：W= UIt電熱：電熱：Q=I2Rt電功率：電功率：P=UI熱功率：熱功率：P熱熱=I2R例例2加在某臺電動機上的電壓是加在某臺電動機上的電壓是U，電動機，電動機消耗的電功率為消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為，電動機線圈的電阻為r，則電動機線圈上消耗的熱功率為（則電動機線圈上消耗的熱功率為（ ） AP

11、 BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非純電阻電路中計算非純電阻電路中計算電功率電功率只能用只能用P=UI， 熱功率只能用熱功率只能用P熱熱=I2R3電功率與熱功率電功率與熱功率 （1）區(qū)別：）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積乘積（2）聯(lián)系：）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱對非純電阻電路，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能外其他形式的功率之和例題：例題：對計算任何用電器的電功率都適用的公對計算任何用電器的電功率都適用的公式是（式是（ ） RIP2RUP2UIP tWP 解析：電功率計算的普通公式為電功率計算的普通公式為UItWP用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵用電器有的是純電阻用電器（