電功和焦耳定律(一)

電功率和焦耳定律數(shù)學(xué)初三教學(xué)目標(biāo)：1．會(huì)測(cè)小燈泡的電功率2．會(huì)進(jìn)行電功率的綜合計(jì)算3．知道焦耳定律的內(nèi)容4．理解焦耳定律的公式5．知道電熱器的原理，并能聯(lián)系實(shí)際一、關(guān)鍵問(wèn)題的歸納（一）測(cè)小燈泡的電功率1．實(shí)驗(yàn)原理：P=UI．2．實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電源．3．實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖22-1所示．如圖22-14．實(shí)物圖：如圖22-2所示．圖22-25．注意幾點(diǎn)：（1）在連接電路的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，接通電路前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最大值的位置．（2）要能正確讀出電流表和電壓表的示數(shù)，并能計(jì)算出功率值．（3）在連實(shí)物時(shí)導(dǎo)線不要交叉，應(yīng)根據(jù)要求選擇電壓表和電流表的量程，若沒(méi)有明確要求就選最大量程．（二）電功率的計(jì)算電功率的習(xí)題屬于電學(xué)綜合題，要應(yīng)用（歐姆）定律、電功、電功率的知識(shí)解題，要注意以下幾點(diǎn)：1．解題前應(yīng)首先弄清電路的連接方式．2．弄清電壓表、電流表測(cè)哪部分電壓或電流．3．明確電路中引起電路結(jié)構(gòu)變化的因素是開(kāi)關(guān)S的通斷還是滑動(dòng)變阻器的滑片P的移動(dòng)．4．電路復(fù)雜時(shí)最好畫(huà)出等效電路．5．在電路中要抓住不變量：一般認(rèn)為電源電壓和定值電阻是不變的．6．找出各量之間的關(guān)系，列出關(guān)系式求解．（三）焦耳定律1．電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)．2．電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么量有關(guān)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體兩端的電壓、通入的電流和通電時(shí)間有關(guān)．3．焦耳定律（1）內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律．（2）公式：．（3）單位：公式中的各量均采用國(guó)際單位．（4）導(dǎo)出公式：當(dāng)W=Q時(shí)，有Q=UIt，

4．電熱的作用（1）電熱的利用．①電熱器：利用電流熱效應(yīng)來(lái)加熱的設(shè)備．②電熱器的實(shí)例：電爐、電熨斗、電飯鍋、電烤箱等．③電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體．發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的．④電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度．（2）防止電熱的危害的措施——散熱．①利用風(fēng)扇散熱．②加大電機(jī)表面外殼的面積．③電視等用散熱窗散熱．1．有關(guān)黑匣子問(wèn)題例1如圖1（a）所示，電路兩端電壓為6V且保持不變，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，定值電阻圖1（1）當(dāng)滑片P在b端、只閉合時(shí)，電路的總功率為1.44W，求通過(guò)電阻的電流；（2）當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，只閉合

A的示數(shù)是0.3A，通過(guò)計(jì)算，在圖中虛線框內(nèi)畫(huà)出接入電路的情況；（3）當(dāng)P在a端、同時(shí)閉合時(shí)，求虛線框內(nèi)電阻消耗的功率．解當(dāng)滑片P在b端、只閉合時(shí)，設(shè)此時(shí)虛線框內(nèi)等效電阻為R′，由于此時(shí)R′與變阻器串聯(lián)，依據(jù)題意得由（1）（2）得將代入式（3）得R′=5Ω可知在虛線框內(nèi)應(yīng)接一個(gè)5Ω電阻，但怎樣接，還應(yīng)依據(jù)題中所給條件判斷．當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，變阻器阻值為10Ω，設(shè)此時(shí)接入虛線框內(nèi)的等效電阻為R″，該等效電阻R″與變阻器接入電路的那部分電阻串聯(lián)，則，解得R″=10Ω．兩電阻R′=5Ω，R″=10Ω的連接方法如圖22-9（b）所示．圖中R′即為已給的電阻，R″即為已給的．再結(jié)合電路圖，依據(jù)已知條件進(jìn)行求解．．當(dāng)P在a端時(shí)，同時(shí)閉合，變阻器阻值為零,并聯(lián)，則答案（1）通過(guò)的電流為0.24A；（2）電路圖如圖22-9（b）所示；（3）均閉合時(shí)，虛線框內(nèi)電阻消耗的電功率為

10.8W．例2如圖2所示，電路兩端的電壓U不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)、閉合、斷開(kāi)時(shí)，消耗的功率是6.75W．將滑片從中點(diǎn)移至左端，電流表先后的示數(shù)之比是5：4，消耗的功率變?yōu)?，此時(shí)再將閉合、斷開(kāi)，消耗的功率是8W，消耗的功率為求與的比值．圖2解根據(jù)題意畫(huà)出等效電路，然后根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)列出方程求解．當(dāng)閉合、斷開(kāi)、滑片從中點(diǎn)移至左端時(shí)，等效電路如圖3所示．圖3解得閉