焦耳定律(市优质课评选课件).

第二章恒定电流教学目标（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。问题一：请同学们自己列举生活中的用电器，并说明通电后能量的转化情况。问题二：电能是如何转化成其他形式的能？电流做功的实质是什么？一、电功功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力在做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。1、定义：电场力(或电流)所做的功.电场力做功：W=qU一、电功一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,电荷从左向右定向移动，移动的时间为t,则静电力做的功为W=IUt2、公式:q=It则在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量：电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积．3、单位：焦(J)千瓦时(kW·h).1kW·h＝3.6×106J一、电功W=IUt2、公式:1、定义：电场力(或电流)所做的功.电功普适公式1、定义：单位时间内电流所做的功.物理意义：表示电流做功的快慢．电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积．3、单位：瓦(W)千瓦(kW)．1kW＝103W二、电功率P=W/t=IU2、公式:电功率普适公式用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．几种常见家用电器的额定功率用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60３．额定功率和实际功率三、焦耳定律推导：电能全部转化为内能：Q=W=IUt欧姆定律：U=IRQ=I2Rt1、定义:电流通过导体产生的热量叫电热设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q跟电流I的二次方成正比，跟导体的电阻R及通电时间t成正比．焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路．Q=I2Rt2、公式:三、焦耳定律3、单位：焦(J)千瓦时(kW·h).电热普适公式纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机（欧姆定律成立）．非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路（欧姆定律不成立）1、定义:单位时间内的发热量.四、热功率热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．P=Q/t=I2R2、公式:3、单位：瓦(W)千瓦(kW)．热功率普适公式研究电功率与热功率的区别和联系。实验电路图和实验内容：取一个玩具小电机，其内阻R=2.9Ω，把它接在如图所示的电路中（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为4.0V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。纯电阻电路:非纯电阻电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWIUt=I=U/R电功=电热:W=IUt==I2RtU2t/R电功率=热功率：P=IU=U2/R=I2R=P热WW其QIUt＞I2RtI＜U/R电功：W=IUt电热：Q=I2Rt电功率：P=IU热功率：P热=I2RRM=Q＞＞问题情境1：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．tWPＤ．CD变式训练1、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是()RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．QPtＤ．计算热功率的普适公式为:I2RtQPAD1.电功:IUtW2.电功率:IUtWP3.电热:RtIQ2=4.热功率:RItQP2对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率电功和电功率、电热和热功率问题情境2：一个电动机，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?解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:P电＝P热+P机由焦耳定律:电动机的热功率为:P热＝I2R消耗的电功率为:P电＝IU因此电动机所做机械功的功率:P机＝P电－P热＝IU－I2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:W＝P机t=(IU一I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J作业：课后练习题4、5