焦耳定律 導(dǎo)學(xué)案 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

高中部高二物理學(xué)案(35)編制：組長：年級主任:時間：提高課堂效率節(jié)約自習(xí)時間馨茂學(xué)校高中部高二物理練案（35）班級姓名提高課堂效率節(jié)約自習(xí)時間把練習(xí)當(dāng)考試把考試當(dāng)高考焦耳定律（2）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、能夠區(qū)分清楚電功和電熱的關(guān)系知道純電阻電路與非純電阻電路的。能寫出計算純電阻電路的電功，電功率、電熱、電熱動率的所有公式。能寫出非純電阻電路的電功，電功率、電熱、電熱動率的的公式。2、知道電動機(jī)是非純電阻電路，知道電動機(jī)的各種功率及相互關(guān)系完成目標(biāo)：目標(biāo)一：電功（電功率）與熱功（熱功率）的區(qū)別與聯(lián)系（閱讀教材54頁回答下列問題）【導(dǎo)讀】純電阻電路的定義：只含有電阻的電路叫純電阻電路。(常見的有：白熾燈電爐、電熨斗、電飯鍋等)，非純電阻電路的定義：含有電動機(jī)或電解槽或電池充電的電路。問題1、電流通過電器的過程中，消耗電能，同時產(chǎn)生其他形式的能，這個能量轉(zhuǎn)化過程就是電流做功的過程，即電功W=IUt。而電流流過導(dǎo)體會產(chǎn)生焦耳熱Q=I2Rt，那么，Q和W相等嗎？問題2、什么是純電阻電路？在純電阻電路中電能是如何轉(zhuǎn)化的？純電阻電路中電功及電功率的表達(dá)式如何？熱功和熱功率的表達(dá)式如何？問題3、什么是非純電阻電路？在純電阻電路中電能是如何轉(zhuǎn)化的？純電阻電路中電功及電功率的表達(dá)式如何？熱功和熱功率的表達(dá)式如何？歐姆定律能否適用？問題4、純電阻電路和非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路元件特點電路中只有電阻元件電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器。電流、電壓、電阻三者關(guān)系遵循歐姆定律I=不遵循歐姆定律，U＞IR或I＜能量轉(zhuǎn)化形式電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W=UIt=I2Rt=電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能量：電功W=UIt，電熱Q=I2Rt，W=Q＋W其他元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈電動機(jī)、電解槽典例分析：例1、關(guān)于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是()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．在純電阻電路中，計算焦耳熱可用公式Q＝I2RtD．在非純電阻電路中，計算焦耳熱可用公式Q＝IUt例2、某吸塵器中的電動機(jī)線圈電阻為1Ω，接在220V的直流電壓下，工作電流為1A，則吸塵器消耗的電功率；發(fā)熱損耗的功率為；轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為。目標(biāo)二：電動機(jī)的功率關(guān)系問題5、電動機(jī)消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么能量？含有電動機(jī)的電路是什么電路？問題6、電動機(jī)的各種功率及相互關(guān)系。電動機(jī)的總功率（輸入功率）：P總=UI電動機(jī)的熱功率：P熱=I2r電動機(jī)的輸出功率（機(jī)械功率）：P出=UI-I2r電動機(jī)的效率：問題7、閱讀教材分析計算54頁例題1，若在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率為多大？典例分析：例3、在如圖所示電路中，電爐電阻R=10Ω，電動機(jī)線圈的電阻r=1Ω，電路兩端電壓U=100V，電流表示數(shù)為30A，問：通過電動機(jī)的電流為多少？通電一分鐘，電動機(jī)M輸出的機(jī)械功為多少？例4、如圖，為電動機(jī)提升重物的裝置，電動機(jī)線圈的電阻為r=1Ω，電動機(jī)兩端的電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，不計摩擦力，求：1）電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少？2）電動機(jī)輸入功率和輸出功率各為多少？3）10s內(nèi)，可以把重物A勻速提升多高？4）這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少？基礎(chǔ)題（每題5分）：1、如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒為U，電動機(jī)M線圈電阻與電爐L的電阻相同，電動機(jī)正常工作，在相同的時間內(nèi)，下列判斷正確的是（）A．電爐放出的熱量與電動機(jī)放出的熱量相等B．電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動機(jī)兩端電壓D．電動機(jī)消耗的功率等于電爐消耗的功率2、一臺電動機(jī)的輸出功率是10KW，這表明該電動機(jī)工作時（）(A)每秒消耗10kw電能(B)每秒對外做10kw功(C)每秒消耗10kJ電能(D)每秒對外做10kJ功3、電動機(jī)的電樞阻值為R，電動機(jī)正常工作時，兩端的電壓為U，通過的電流為I，關(guān)于這個電動機(jī)正常工作t時間內(nèi)能量的消耗，下列說法中正確的是()A．電動機(jī)消耗的電能為UItB．電動機(jī)消耗的電能為I2RtC．電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為I2RtD．電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為U2t/R4、如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為12V,燈泡L標(biāo)有“6V,12W”字樣,電動機(jī)線圈的電阻RM=0.50Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是（）A.電動機(jī)的輸入功率是12WB.電動機(jī)的輸出功率12WC.電動機(jī)的熱功率是2W D.整個電路消耗的電功率是22W5、下列求解電熱的公式中，對所有電路均適用的是（）A．Q＝UIt B．Q＝I2RtC． D．Q＝W＝Pt6、如圖所示，燈L上標(biāo)有200W字樣，電動機(jī)上標(biāo)有2000W字樣，在A、B兩端加上220V電壓時，燈L和電動機(jī)均正常工作，求燈L正常工作時的電阻？（10分）LL電動機(jī)AB7、電熱毯、電飯鍋等都是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同，圖甲為某種電熱式家用電器的簡化電路圖，主要元件有電熱絲R1、R2和自動開關(guān)S。（10分）（1）當(dāng)自動開關(guān)S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？（2）用電器由照明電路提供電（U=220V），設(shè)加熱時用電器的電功率為400W，保溫時用電器的電功率為40W，則R1和R2分別為多大？（3）若將甲圖中的自動開關(guān)S換成理想的晶體二極管D，如圖乙所示，其他條件不變，求該用電器工作1小時消耗的電能。8、某同學(xué)在家中測算電冰箱的月耗電荷量，它將家中其他電器斷開，只使用電冰箱，觀察電能表的轉(zhuǎn)動情況。測得冰箱制冷時，轉(zhuǎn)盤每12S轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)；冰箱保溫時，轉(zhuǎn)盤每120S轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。電能表上標(biāo)明“2000r/kW.h”。該同學(xué)還測得冰箱每小時制冷10min，保溫50min。每月按30d(天)計。則該冰箱月耗電為多少度。（10分）9、如圖所示為某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m=50kg，電源的電動勢E=110V．不計電源電阻及各處的摩擦，當(dāng)電動機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=5A，試求：（10分）（1）電動機(jī)的輸出功率；（2）電動機(jī)的輸入功率；（3）電動機(jī)線圈的電阻．1