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1、第五节焦耳定律1教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。3、知道电功率和热功率的区别和联系。（二）过程与方法（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。2【教学重点】【教学重点】电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。【教学难点】【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。3一、电功和电
2、功率如图一段电路两端的电压为如图一段电路两端的电压为U，通过的电，通过的电流为流为I，在时间，在时间t内通过这段电路任一横截内通过这段电路任一横截的电荷量的电荷量则则电场力做功即：电场力做功即：41电功：在一段电路中电场力所做的功，也就电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功是通常所说的电流所做的功，简称为电功电流在一段电路上所做的功等于这段电路电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压两端的电压U、电路中的电流、电路中的电流I 和通电时间和通电时间t 三者的乘积三者的乘积在国际单位制中电功的单位是焦（在国际单位制中电功的单位是焦（J），），常用单位有千瓦
3、时（常用单位有千瓦时（kWh）.1kWh3.6106J52电功率：单位时间内电流所做的功电功率：单位时间内电流所做的功（）一段电路上的电功率（）一段电路上的电功率P等于这段电路两等于这段电路两端的电压端的电压U和电路中电流和电路中电流I的乘积的乘积（）电功率表示电流做功的快慢（）电功率表示电流做功的快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常），常用单位还有毫瓦（用单位还有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MW6额额定定功功率率和和实实际际功功率率：用用电电器器铭铭牌牌上上所所标标称称的的功功率率是是额额定定功功率率，用用电电器器在
4、在实实际际电电压压下下工作的功率是工作的功率是实际功率实际功率用用电电器器只只有有在在额额定定电电压压下下工工作作实实际际功功率率才才等于额定功率等于额定功率几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）150300800100150800120040607二、电功率和热功率 1电电流流做做功功的的过过程程，是是电电能能转转化化为为其其他他形形式式能能量量的的过程过程电电动动机机把把电电能能转转化化为为机机械械能能；电电解解槽槽把把电电能能转转
5、化化为化学能；电热器把电能转化为热能为化学能；电热器把电能转化为热能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能动加剧，将电能完全转化为内能82焦焦耳耳定定律律：电电流流通通过过导导体体时时产产生生的的热热量量Q等等于于电电流流I的的二二次次方方、导导体体的的电电阻阻 R 和和通电时间通
6、电时间 t 三者的乘积三者的乘积焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住转子被卡住的电动机的电动机也是纯电阻器件也是纯电阻器件非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路电解槽在发生化学反应的电路9热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率热功率等于通电导体中电流热功率等于通电导体中
7、电流I 的二次方与的二次方与导体电阻导体电阻R 的乘积的乘积 10I额额=P额额/U额额=1000/220A4.5A例例1：规格为：规格为“220V，1000W”的电炉，求：的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流电炉正常工作时，通过电阻丝的电流2.电炉的电阻电炉的电阻2.电炉的电阻：电炉的电阻：R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时：=48.411探究实验：探究实验：给你玩具电风扇给你玩具电风扇1台、干电池台、干电池2节、电压表和电流节、电压表和电流表各表各1只、导线若干。只、导线若干。请你设法测出电风扇的直流电阻，以
8、及电风扇工请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工作时总功率作时总功率(电功率）和输出的机械功率。电功率）和输出的机械功率。12运运行情况行情况物理物理量量 电电 压压 U（V） 电电 流流 I（A） 电电 阻阻 R（ ）总功率总功率电功率电功率（UI）（W）热功率热功率 I2R（W）机械功率机械功率 UI I2R （W）转动转动3 0.08 卡卡 住住 30.130 0.24 0.192 0.048 0.30.303013纯电阻电路纯电阻电路:电能电能内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能内能内能+其它形式的能其它形式的能WW - QQUIt I2R
9、tIU/R说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能! ! 指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!14纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能内能内能电能电能内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功=电热电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P =P热热 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W= UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：
10、P=UI热功率：热功率：P热热=I2R15例例2加加在在某某台台电电动动机机上上的的电电压压是是U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r，则则电动机线圈上消耗的热功率为（电动机线圈上消耗的热功率为（）APBU2/rCP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI， 热功率只能用热功率只能用P热热=I2R163电功率与热功率电功率与热功率 （1）区别：）区别：电电功功率率是是指指某某段段电电路路的的全全部部电电功功率率，或或这这段段电电路路上上消消耗耗的的全全部部电电功功率率，决决定定于于这这段段
11、电电路路两两端端电电压压和和通通过过的电流强度的乘积；的电流强度的乘积；热热功功率率是是指指在在这这段段电电路路上上因因发发热热而而消消耗耗的的功功率率决决定定于于通通过过这这段段电电路路电电流流强强度度的的平平方方和和这这段段电电路路电电阻阻的的乘积乘积（2）联系：）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对纯电阻电路，电功率等于热功率；对对非非纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率与与转转化化为为除除热热能外其他形式的功率之和能外其他形式的功率之和17例题：例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（式是（ ） 18解析：电功率计算的普通公式为电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）槽等）只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由改写电功率的表达式改写电功率的表达式所以，正确选项为所以，正确选项为C、D19小结：小结：电功电功电功率电功率热功率热功率焦耳热焦耳热2021
