山東省諸城繁華中學人教版高中物理選修3-1導學案設計：2.5焦耳定律(無答案)

第五節(jié)焦耳定律編寫：王振營審核：張志強【學習目標】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，能進行有關的電功計算。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)別和聯系。【課前預習】一.電功和電功率1.電功：⑴電流做功，實質上是導體中的對自由電荷的在做功，試推導出電流做功的表達式。推導：⑵表達式：，即電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、、通電時間t三者的乘積。2.電功率：⑴定義：內電流所做的功叫做電功率。推導：⑵表達式：，即電流做功的功率，等于電流I和電路的乘積。3.在國際單位制中，電流、電壓、時間的單位分別是、、。電功、電功率的單位分別是和。二.焦耳定律1.純電阻電路：電路中只含有白熾燈、電爐絲、電阻等電熱元件的電路。電流通過純電阻電路時，電能全部轉化為導體的。2.電流在純電阻電路中做的功W就等于這段電路發(fā)出的熱量Q，即。這就是焦耳定律的表達式。3.熱功率：單位時間內電流做功產生的。公式：。注意：在純電阻電路里，電功電熱，電功率熱功率。4.非純電阻電路：電路中有電動機或電解槽的電路。電流做功除轉化為內能外，還轉化為或。在非純電阻電路里，電功電熱，電功率熱功率?！菊n堂探究】例1.關于電功和焦耳熱，下列說法正確的是A.在純電阻電路中，計算電功可用公式W=I2RtB.在非純電阻電路中，計算電功可用公式W=I2RtC.在非純電阻電路中，計算焦耳熱可用公式Q=I2RtD.在純電阻電路中，計算焦耳熱不可以用公式Q=UIt小結：電功率和熱功率的計算？⑴對純電阻元件：滿足歐姆定律U=IR，電能全轉化為熱能，凡是能計算電功率的公式都能計算熱功率，即⑵對非純電阻元件：不滿足歐姆定律U=IR，電能一部分轉化為熱能，電功率大于熱功率。計算電功率只能用，計算熱功率只能用。例2.一臺電動機，線圈電阻是0.4Ω，當電動機兩端加220V電壓時，通過電動機的電流是50A。⑴這臺電動機的熱功率多大？⑵這臺電動機的電功率多大？⑶這臺電動機每分鐘所做的機械功有多少？拓展1：有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A；若把電動機接入2.0V電壓的電路中，電機正常工作，工作電流是1.0A；⑴求電動機的內阻？⑵求電動機正常工作時的電功率與熱功率、輸出功率？⑶如果電動機在正常工作時，輪子突然被卡住不再轉動，電動機的發(fā)熱功率是多大？拓展2：用直流電動機提升重物，重物的質量m=50kg,電源提供電壓為110V，不計各處摩擦，當電動機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流為5A，則電動機線圈的電阻為多少？（g取10m/s2）小結：對電動機（非純電阻電路）的處理？【跟蹤練習】1.電阻R和電動機M相串聯接到電路中，如圖，已知電阻R跟電動機線圈的電阻相等，電鍵接通后，電動機正常工作。設電阻R和電動機兩端的電壓分別為U1和U2，經過時間t，電流通過電阻R做功W1，產生的電熱為Q1，電流通過電動機M做功W2，產生的電熱為Q2，則有A.U1<U2,Q1=Q2B.W1=2W2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2D.W1<W2,Q1=Q22.一燈泡標有“220V，100W”字樣，將其接到110V的電源上（不考慮燈泡電阻的變化），則有A.燈泡的實際功率為50WB.燈泡的實際功率為25WC.通過燈泡的電流為額定工作電流的1/2D.通過燈泡的電流為額定工作電流的1/43.關于四個公式①P=UI②P=I2R③P=U2/R④P=W/t下列敘述正確的是A.公式①④適用于任何電路的電功率B.公式②③適用于任何電路的電熱功率C.公式①②③適用于任何電路電功率D.上述沒有一個正確4.如圖，電路兩端的電壓U保持不變，電阻Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３消耗的電功率一樣大，則電阻之比Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３是A.1：1：1B.4：1：1C.1：4：4D.1：2：25.如圖所示的電路中，Ｒ１=Ｒ３<Ｒ２=Ｒ4,在A、B兩端接上