物理選修3-1人教新課標2.5焦耳定律學案

1、課題2.5焦耳定律課型新授課學習目標1理解電流熱效應的本質2掌握焦耳定律，并能進行有關計算3理解電功和電熱的關系，能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱重點區(qū)別并掌握電功和電熱的計算難點電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別及為什么在非純電阻電路中UIR教與導學 案備注提出問題教師點撥，指導教師總結小結學生練習學習小結作業(yè)推導電流做功及功率的表達式問題：1、電流的定義式是什么？ 2.、電場力做功的定義式是什么？（一）、電功（1）、定義：（2）、表達式：物理意義：適用條件：（3）、單位（及符號）：【注意】功是能量轉化的量度，電流做了多少功，就有多少電能減少而轉化為其他形式的能，即電功等于電路中電能的減

2、少，這是電路中能量轉化與守恒的關鍵。（二）、推導電功率的表達式（1）、定義： （2）、表達式： （3）、單位（及符號）：（4）、額定功率和實際功率額定功率：實際功率：思考：在力學中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分，電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢？探究一很多同學認為，W=IUt，又由歐姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，電流做這么多功，放出熱量Q=W=I2Rt。這種說法對嗎？為什么？（三）、焦耳定律電流熱效應英國物理學家焦耳，經過長期實驗研究后提出焦耳定律。1、焦耳定律（1）、內容：（2）、表達式： 【說明】：對純電阻電路（只含白熾燈、電爐等電熱器的電路）中電流做功完全用于產生熱，電

3、能轉化為內能，故電功W等于電熱Q；這時W= Q=UIt=I2Rt2、熱功率：問題：什么電路中W= Q？什么電路中WQ探究二：在純電阻電路中，電功和電熱，電功率和熱功率之間有什么樣的關系？在非純電阻電路中，電功和電熱，電功率和熱功率之間又是什么樣的關系探究三分析P54例題（從能量轉化和守恒入手）再增補兩個問題（1）電動機的效率。（2）若由于某種原因電動機被卡住，這時電動機消耗的功率為多少？練習：1.一臺電風扇，內阻為20 ，接上220 V電壓后，消耗功率66 W，問：（1）電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少？（2）電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少？轉化為內能的功率是多少？電動機的效率

4、是多少？（3）如果接上電源后，電風扇的風葉被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？【課堂檢測】1.一個直流電動機所加電壓為U，電流為 I，線圈內阻為 R，當它工作時，下述說法中錯誤的是 （ ）A電動機的輸出功率為U2RB電動機的發(fā)熱功率為I2RC電動機的輸出功率為IU-I2RD電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R2.一只電爐的電阻絲和一臺電動機線圈電阻相同，都為R，設通過它們的電流相同(電動機正常運轉)，則在相同時間內()A.電爐和電動機產生的熱量相同B.電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率C.電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓D.電爐和電動機兩端電壓相等

5、3.下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是（ ）A電功率越大，電流做功越快，電路中產生的焦耳熱一定越多B適用于任何電路，而只適用于純電阻的電路C在不是純電阻的電路中，D焦耳熱適用于任何電路學生進行分析與探討，可通過問題引導學生思考并推導出公式小組討論，培養(yǎng)、鍛煉學生的思維能力。通過學生回答，發(fā)表見解，培養(yǎng)學生語言表達能力。自學后分析解決問題學生分析回答焦耳定律強化訓練1. 已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個電路消耗的總功率最小，應使用下面哪個電路？（

6、）BL1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2R B A. D C 2、 把6個相同的小燈泡接成圖甲、乙兩種形式，調節(jié)變阻器R1和R2使燈泡都能正常發(fā)光，這時R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，則P1和P2的大小關系為 B；A、 B、 C、 D、3一臺電動機，在220V的額定電壓下工作，通過的電流是50A，電動機發(fā)熱的功率為lkw。則電動機線圈的阻值為_，電動機的輸入功率為_，電動機的機械功率為_160.4，11kw,10kw,4一輛電動車的蓄電池充滿電后可向電動機提供E0=4.5106J的能量，已知電動車和人的總質量M=100kg，行駛時所受阻力f為電動車和人總質量的0.0

7、5倍（g=10m/s2)（1）若這輛電動車的電動機效率為=70%，則這輛電動車充滿一次電能行駛的最大距離是多少？（2）若電動車蓄電池的電動勢E=24V，工作時電流強度I=20A，設電動車電路中的總電阻為R時，蓄電池工作時有30%的能量在R上轉化為內能，求R的大小4. （1）63km（2）0.365.某用直流電動機提升重物的裝置，如圖所 示，重物質量m=50千克，電源電動勢E=110伏，不計電源內阻及各處摩擦，當電動機以v=0.90米/秒的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度I=5安，求電動機線圈的電阻r(4)6、 某商場安裝了一臺傾角為30的自動扶梯，該扶梯在電壓為380V的電動機帶動下以

8、0.4m/s的恒定速率向斜上方移動，電動機的最大輸出功率為4.9W，不載人時測得電動機中的電流為A，若載人時扶梯的移動速率和不載人時相同，則這臺自動扶梯可同時乘載的最多人數(shù)為（設人的平均質量為60，10m/s）25人7、 1996年清華大學和香港大學的學生合作研制了一輛太陽能汽車.車上電池的太陽能接收板的面積是8m,它正對太陽時電池能夠產生120V電壓,并對車上電動機提供10A的電流.電動機的直流電阻為4,而太陽光照射到地面時單位面積上的國徽功率為1.010W/m. 該車的太陽能電池的效率是多少?電動機把電能轉化為機械能的效率是多少? 若太陽輻射的總功率為3.910W,且太陽光在穿過太空及地球

9、大氣層到達地面的途中有28%的能量損耗,請根據(jù)這些資料計算太陽到地球的距離. 8、一輛電動自行車的銘牌上給出了如下的技術參數(shù)規(guī)格后輪驅動直流電機車型26電動自行車額定輸出功率120w整車質量30kg額定電壓40V最大載量120kg額定電流3.5A質量為M=70kg的人騎此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力Ff恒為車和人總重力的0.02倍。g取10m/s2，求：此車電機的內阻和正常工作時的效率。僅在電機正常工作時，人騎車行駛的最大速度。r=1.6v=6m/sUBLPA 10、如圖所示，在該電路中，當滑動變阻器的滑片P正好位于變阻器的中點時，燈泡L恰好正常發(fā)光。已知變阻器兩端A、B間所加電壓U30V，L是標有“10V 10W”的燈泡，則變阻器的最大阻值為多少，此時電路消耗電能的總功率為多少？（20、60 W）7、分析與解答 8太陽能電池接收太陽能的功率Pl.OlOWm88.O10W，轉化成電能的電功率PIU10120W二1200W 轉化效率P/P=1200/（8.010）=15%電動機上的熱功率 P熱IR ， 輸入的電功率PI