人教版选修3-1《焦耳定律》学案

1五、焦耳定律学案学习目标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、电功率和热功率的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热、电功率和热功率,并能进行有关计算一、电功和电功率1．电功（1）定义：（2）公式：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．（3）单位：在国际单位制中电功的单位是，常用单位有.1kW·h＝J2．电功率（1）定义：（2）公式：一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．（3）意义：2（4）单位：在国际单位制中是，常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．1kW＝W＝mW=MW３．额定功率和实际功率：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．额定功率电器正常工作电器不能正常工作电器烧掉与动力机械有区别二、焦耳定律电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能．思考：电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？1、电热(1)、定义:(2)、公式:推导：额额额IUP额实PP额实PP额实PP32．焦耳定律(1)内容：（2）公式：（3）焦耳定律适用条件：说明：纯电阻电路：只含有电阻的电路，电能全部转化为内能。如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．非纯电阻电路：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等．电能主要转化为其他形式能，部分为热能。3、热功率(1)、定义:(2)、公式: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．(3)、单位：瓦(W)千瓦(kW)．探究实验：给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流表各1只、导线若干。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(电功率）和输出的机械功率4两种电路小结：1、纯电阻电路（1）元件：电路中只含有电阻元件（2）能量转化特点：电能只转化为内能电功等于电热：电功率等于热功率：P=P热=UI=I2R=U2/R（3）纯电阻电路中：欧姆定律I=U/R成立2、非纯电阻电路（1）元件：电路中含有电动机、电解槽等原件（2）能量转化特点：电能内能+其他形式能电功大于电热WQ：W=Q+E其他即电功率大于热功率PP热：（3）非纯电阻电路：不遵守欧姆定律I＜U/R物理量运行情况电压U（V）电流I（A）电阻R（Ω）总功率[电功率]（UI）（W）热功率I2R（W）机械功率UI－I2R（W）转动30.08卡住30.130tRURtIUItQW22其他ERtIUIt2其他其他热即PRIPP2UIP5例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流2.电炉的电阻例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?电功率与热功率（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．课堂练习练习1．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功6率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）A．PB．U2/rC．P2r/U2D．P-P2r/U2练习2、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？练习3对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）练习4、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是()练习5、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．tWPＤ．RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．QPtＤ．7=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于()A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1练习6、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于()A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1