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1、最新鲁科版选修(3-1) 第三节焦耳定律学案姓名：班级：【学习目标 】1.理解电流做功和电功率的概念2.理解焦耳定律,知道焦耳定律在纯电阻电路和非纯电阻定律中的应用3. 以极度热情投入学习 , 体验成功的快乐。【重点、难点】1. 区别并掌握电功和电热的计算；2. 非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。【自主学习】1、电功（ W ）：（ 1 ） 表 达 式 ： 电 流 在 一 段 电 路 中 所 做 的 功 等 于 这 段 电 路、 电 路 中的、和三者的乘积, 即 W =。（ 2）单位：国际单位制中：；常用单位：。（ 3）物理意义：反应了转化为的多少。2、电功率（ P ）P =
2、（ 1）定义：内电流所做的功叫做电功率。即。（2）表达式：电流在一段电路上做功的功率等于与的乘积。即 P =。（ 3 ） 单 位 ： 国 际 单 位 制 中 ：。 （ 4 ） 物 理 意 义 ： 表 示 电 流 做 功的。3、焦耳定律内容（电热Q） ：电流通过导体产生的热量跟成正比 , 跟导体的电阻 及 通 电 时 间 成。 这 个 关 系 最 初 是由 实 验 得 到 的 。 表 达 式Q=。4、热功率的发热量通常称为热功率, 表达式为 P=。【同步探究】探 究 一： 电流 做功 的本质推导电功的表达式图 2.5 1 表示很小一段电路,电荷 q 在做从左向右的定向移动,它们从这段电路的左端移
3、到右端的时间记为t,在导体两端加上电压U,导体中形成的电流为 I。图 2.5 1探究二：电流的热效应焦耳定律电流在通过导体时,导体要发热 ,电能转化为内能。产生的热量与哪些因素有关呢？结论：英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律：电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。21 / 4思考并讨论：电流通过用电器时是否只会产生热效应？（列举白炽灯、电炉、电扇等比较分析）对比总结：纯电阻 用电器非纯电阻 用电器元件举例元件特点能量转化欧姆定律（是否适用）探究三：电功和电热的联系和区别（ 1）在纯电阻电路中：（含电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等用电器的电路）（
4、2 ）在非纯电阻电路中：（含电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等用电器的电路）【例题精析】例 1一个 10 的定值电阻 ,接在电压为 6V 的电源两端 ,10s 内放出的热量是多少？消耗的电能是多少？例 2一只标有“ 220V 300W ”的电熨斗在 220V 的电压下工作 ,10min 内放出的热量是多少？消耗的电能是多少？例 3一电热孵化器工作是通过电阻丝的电流是5A,每分钟产生的热量为6.6 104J,求电阻丝工作时的电阻。例 4 一个电动机 ,线圈电阻是0.4 ,当它两端所加的电压为220V 时 ,通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少？例 5、有一个直流电动机,把它接
5、入0.2V 电压的电路时,电动机不转 ,测得流过电动机的电流2 / 4是 0.4A, 若把它接入 2V 电压的电路中 ,电动机正常工作 ,工作电流是 1A 。求：（ 1）电动机正常工作时的输出功率；（ 2）如在正常工作时 ,转子突然被卡住 ,此时电动机的发热功率多大？变式：一台电风扇 ,内阻为 20 ,接上 220 V 电压后 ,消耗功率 66 W, 问：（ 1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？（ 2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？（ 3）如果接上电源后 , 电风扇的风叶被卡住 ,不能转动 ,这时通过电动机的电流 ,以及电动机消耗
6、的电功率和发热功率是多少？针对训练：1下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式（）A.Q=UItB.Q=U2/Rt C.Q=I 2RtD. 上面三个都是2、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（）A电功率越大 ,电流做功越快 ,电路中产生的焦耳热一定越多B WUIt 适用于任何电路 ,而 W I2 RtU 2t 只适用于纯电阻的电路I 2 RRC在不是纯电阻的电路中,UID焦耳热 Q I 2 Rt 适用于任何电路3、一个直流电动机所加电压为U, 电流为 I, 线圈内阻为 R,当它正常工作时,下述错误的是（ ）U2 RI 2RA 电动机的输出功率为B 电动机的发热功率为C 电
7、动机的输出功率为IU-I 2RD 电动机的功率可写作IU=I 2R=U 2/R4电炉丝坏了 ,去掉 1/4后仍接在原电源上,在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为 （）A 4:3B 3:4C 4:1D 1:45.下图电路中 ,电灯 L 1、 L 2 都标有 “220V,100W”；电灯 L 3、 L 4 都标有 “220V,40W”将 A、 B 两端接入电源 ,最暗的灯是( )A L 1 B L 2C L 3D L 46.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器 ,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲 和 P乙 ,可以断定 ()3 / 4A. P甲 P乙B
8、. P甲 P乙C. P = PD.无法确定甲乙7、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同, 都为R, 设通过它们的电流相同( 电动机正常运转 ), 则在相同时间内（）A. 电炉和电动机产生的热量相同B. 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C. 电炉两端电压小于电动机两端电压D. 电炉和电动机两端电压相等8. 某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg, 电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦 ,当电动机以 v=0.90m s 的恒定速度向上提升重物时 ,电路中电流强度 I=5A, 求：（ 1）该电动机提升重物时 , 输入的电功率是多少 ? 电动机的机械功率是多少 ?（
9、 2）电动机线圈电阻 R（ g=10m s2）（ 3）若由于某种原因电动机被卡住,这时电动机消耗的功率为多少？9.一台直流电动机线圈电阻 r =1,与一阻值 R=10 的电阻串联 ,当所加电压 U=150V ,电动机 正 常 工 作 时 电 压 表 示 数 100V, 求 电 动 机 消 耗 的 总 功 率 及 输 出 的 机 械 功 率 ？10. 如图所示的电路中 , 电源电压保持不变 , 当 S 断开时 , 电流表的示数为 2A, 这时电阻 R1 消耗的电功率为12W,当 S 闭合后 , 电流表的示数为3A, 问：（1）电阻 R1 、 R2 的阻值是多少？RR21（2）当开关S 闭合后 , 电阻 R2 在 5 分钟内产生的热量是多少？SA4 / 4