《2014年高中物理 2.5《焦耳定律》学案 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2014年高中物理 2.5《焦耳定律》学案 新人教版选修3-1（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -2. 5 焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1理解电流热效应的本质2掌握焦耳定律，并能进行有关计算3理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热二、学习过程1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等
2、）的量度。（2） W= qU=UIt 是电功的普适式， P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2） Q=I2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流 I 通过电阻 R 时在 t 时间内产生的热量（电热） ； P=I2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，- 2 -电烙铁、白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即 W=UIt=I2Rt= tRU.同理 P=UI=I2R=U.（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能
3、以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能，即 W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能） ；另一小部分不可避免地转化为电热 Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里 W=UIt 不再等于 Q=I2Rt，应该是 W=E 其他 Q.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=U2；在非纯电阻电路中，电功大于电热， WQ，这时电功只能用 W=UIt 计算，电热只能用 Q=I2Rt 计算，两式不能通用。例
4、 1 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，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？三、反思总结四、当堂检测1. 用电器两端电压 220V，这意味着( )A.1A 电流通过用电器时，消耗的电能为 220JB.1C 正电荷通过用电器时，产生 220J 的热量C.1A 电流通过用电器时，电流的发热功率为 220WD.1C 正电荷从电势高端移到电势低端
5、时，电场力做功 220J2. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到 110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )- 3 -A.灯泡的实际功率为 50WB.灯泡的实际功率为 25WC.通过灯泡的电流为额定电流的 21D.通过灯泡的电流为额定电流的 43.下图电路中，电灯 L1、L 2都标有“220V，100W” ；电灯 L3、L 4都标有“220V，40W” 将 A、B 两端接入电源，最暗的灯是 ( )AL 1 BL 2 CL 3 DL 44.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 甲P和 乙 ，可以断定( )
6、A. 甲P 乙 B. 甲P 乙 C. 甲P= 乙 D.无法确定5. 输电线总电阻为 r，输送的电功率是 P，送电电压为 U，则用户得到的功率为( )A.P B. )U(2C. r2D. r)26.一个直流电动机所加电压为 U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是 （ ）A电动机的输出功率为 U2RB电动机的发热功率为 I2RC电动机的输出功率为 IU-I2RD电动机的功率可写作 IU=I2R=U2/R7.有一个直流电动机，把它接入 0.2V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的- 4 -电流是 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 1
7、A。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？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）8某一电动机，当电压 U1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？9微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 0.3 的电压时，通过的电流为 0.3 A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为 2.0 时，电流为 0. A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？课后练习与提高1.关于电功，下列说法中正确的有( )A
8、.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等2. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为 100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是 9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )A.大于 91W B.小于 91W C.等于 91W D.条件不足，无法确定3. A、B、C 三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则 PA:PB:PC为( )- 5 -A.1:1:1 B.1:2: 2 C.2:1:1 D.1:4:44.图中 R1=4，R 2=9，R 3=
9、18。通电后 （ ）A经 R1和 R3的电流之比 I1：I 3=3：1BR 1两端的电压和 R3两端的电压之比 U1：U 3=4：9C三个电阻消耗的电功率之比 P1：P 2：P 3=2：1：2 D三个电阻消耗的电功率之比 P1：P 2：P 3=2： 2：1 5. 两个电阻,R 1=8,R 2=2,并联在电路中欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是（ ）A用一个阻值为 2 的电阻与 R2串联B用一个阻值为 6 的电阻与 R2串联C用一个阻值为 6 的电阻与 R1串联D用一个阻值为 2 的电阻与 R1串联6.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将
10、头发吹干。设电动机线圈电阻为 R1 ，它与电热丝电阻值 R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为 U， 电流为 I 消耗的功率为 P，则有 （ ）A IPB )(212 C UI D )(212I7.一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，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。8.如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103）时会自动断开；S 2是一个自动温控开关，当温度低于 60时会自动闭合，温度高于 80时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态
11、下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻 R1=R2=500，加热电阻丝 R3=50，两灯的电阻不计。（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 （包括加热和保温的过程） 。 （2）简要回答，如果不闭合开关 S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ - 6 -（3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。9.一台国产 XQB3013 型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压 220 额定频率 50 Hz额定洗衣、脱水功率 360 W额定洗衣、脱水容量 3 kg整机质量 33 kg外形尺寸(长宽高) (5255020) 3(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣
12、或脱水时，通过洗衣机的电流是多大?(2)如洗衣、脱水的累计时间为 40 min，则洗衣机耗电多少?2.5 焦耳定律 学案导学参考答案(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流- 7 -I= 20RU A=11 A电动机消耗的电功率P=IU=11220 W=2420 W电动机发热功率P 内 =I2R=11220 W=2420 W预习内容1.电能 自由电荷 静电力 电势能 IUtW IP 2.电 内当堂检测1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD 7、1.5W，8W 8、31W 9、60.课后练习与提高1、AC 2、B 3、D 4、AC 5、A 6、AD7、P=I
13、U M=5100=500W P 热 =I2r =25W P 机 =P-P 热 =500-25=475W8、(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S 2自动闭合，同时把手动开关 S1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到 80时，S 2自动断开，S 1仍闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到 103时.开关 S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，待温度下降至 70时，S 2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到 80时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态.(2)不能，因为如果不闭合 S1，则只能将食物加热至 80.(3)设电饭煲处于加热状态时，功率为 P1，- 8 -
