電功焦耳定律導(dǎo)學(xué)案第二課時(shí)

1、總課題力總課時(shí)2課時(shí)第2 課時(shí)課題電功 焦耳定律課型新授課學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。2、理解電功、電功率的概念及表達(dá)式的物理意義并能用電功的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、了解額定電壓、額定功率、實(shí)際功率的意義。4、知道電功率、熱功率的聯(lián)系和區(qū)別（二）能力目標(biāo)通過燈泡工作功率的演示，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和利用實(shí)驗(yàn)分析和處理實(shí)際問題的能力。（三）德育目標(biāo)1、通過演示實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。2、通過電能和其他能的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律的講解進(jìn)一步滲透辨論唯物主義觀點(diǎn)的教育和節(jié)約能源勤儉節(jié)約的優(yōu)良傳統(tǒng)。

2、3、通過燈泡實(shí)際功率的演示，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全意識(shí)教育。學(xué) 習(xí)重 點(diǎn) 區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算學(xué) 習(xí)難 點(diǎn)學(xué)生對(duì)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí)，接受起來比較困難;含容電路的計(jì)算；電源輸出功率及效率的討論學(xué) 法指 導(dǎo)自主探究、交流討論、自主歸納教 學(xué)設(shè) 想本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是電路的動(dòng)態(tài)分析、含容電路分析、電源的輸出功率、電源的效率的討論和探究教 學(xué) 過 程情 境 導(dǎo) 入1、電功和電功率的計(jì)算：W= ；P= ；2、焦耳定律的表達(dá)式：Q= ；3、電功與電熱的比較： 對(duì) 電路，電功與電熱相等，其計(jì)算公式為： ； 對(duì) 電路，電功大于電熱，電功與電熱的關(guān)系為: 師 生 互 動(dòng)任務(wù)一 小組合作探究討論（一）電

3、路的動(dòng)態(tài)分析問題“電路的動(dòng)態(tài)變化”模型指電路中的局部電路變化時(shí)引起的電流或電壓的變化，變化起因有變阻器、電鍵的閉合與斷開、變壓器變?cè)褦?shù)等。不管哪種變化，判斷的思路是固定的，這種判斷的固定思路就是一種模型。1. 直流電路的動(dòng)態(tài)變化引起的電表讀數(shù)變化問題例1. 如圖所示電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，各表（各電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響均不考慮）的示數(shù)如何變化？為什么？任務(wù)二 小組合作探究一、電功和電功率思考下列問題：（1）電場(chǎng)力的功的定義式是什么? （2）電流的定義式是什么?如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢(shì)差，電路中就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移

4、動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程中，電場(chǎng)力做了多少功？1.電功：（1）定義：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱為電功（2）公式：W=UIt（3）單位：J kWh 1kWh=3.6×106J在相同的時(shí)間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時(shí)間里，電流通過電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念2.電功率：（1）定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功

5、率。用P表示電功率。（2）定義式：P=IU （3）單位：瓦（W）、千瓦（kW） 1kWWW（4）P額是個(gè)定值，P實(shí)是個(gè)變值。 P額P實(shí)。說明1.電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少2.利用電功率的公式P=IU計(jì)算時(shí)，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W 。 3.W= qU=UIt是電功的普適式，P= UI是電功率的普適式，適用于任何電路。 二焦耳定律電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的

6、電流為I，試計(jì)算在時(shí)間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。1.焦耳定律 （1）內(nèi)容：電流通過某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量, 跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。 （2）公式：Q=I 2R t 說明焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路 純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件 非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路 2.熱功率：（1）定義： 導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量（2）公式：P熱=Q/t=I 2R（3）單位：W kW說明Q=I2Rt是電熱的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I 通過電阻R時(shí)在

7、t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計(jì)算式。3電功率與熱功率 （1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。這時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.（2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時(shí)電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2R t（電樞的電阻生熱）

8、.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他Q.（3）電功和電熱是兩個(gè)不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I 2R t=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，W>Q，這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算，電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算，兩式不能通用。小組討論交流：例1、電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時(shí)間t ，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有：（ ）A. U1<U2 , Q1=Q2

9、 B. U1=U2 , Q1=Q2C. W1=W2 , Q1>Q2 D. W1<W2 , Q1<Q2例2、某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖所示重物的質(zhì)量m50kg，電源電動(dòng)勢(shì)110V不計(jì)內(nèi)阻及各處的摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v0.90ms的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I5A，由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻 R 。 任務(wù)二 課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1、加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ） AP B/ r C D 2.、把標(biāo)有“220V100W”的燈泡接到220V的電路中，通過燈絲的電流I和實(shí)際功率各有多大？若接到110V

10、的電路中結(jié)果又怎樣？（假定燈絲的電阻不變。）3、把兩個(gè)相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路，調(diào)節(jié)變阻器，使電燈都正常發(fā)光若兩電路消耗的總功率分別為P1、P2，兩個(gè)變阻器R1、R2消耗的電功率分別為P1'、P2'，則可以判定 ( ) (A) P12P2 (B) P1P2 (C) P1'2P2' (D) P1'2P2'4、一根電阻絲在通過2C的電量時(shí)，消耗電能是8J。若在相同時(shí)間內(nèi)通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能E分別為 （ ）AU4V BU=8V CE16J DE=32J5、有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V

11、電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率。（2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動(dòng)機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器）6、如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻r1，M為一直流玩具電動(dòng)機(jī)，其電樞電阻R1=2，限流電阻R2=3，電壓表示數(shù)為3.6V，求玩具電動(dòng)機(jī)得到的電功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率7、已知R1、R2都標(biāo)有"4W、100"字樣，而R3標(biāo)有"1W、100"字樣按圖中所示的電路連接，則A、B間允許消耗

12、的最大電功率為 W含電容電器的分析與計(jì)算方法在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，電路里有充、放電電流一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無限大（只考慮電容器是理想的不漏電的情況）的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時(shí)可去掉它簡化后若要求電容器所帶電量時(shí)，可接在相應(yīng)的位置上分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：  （1）電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓.  （2）當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等.  （3）電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充（放）電如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電補(bǔ)充內(nèi)容或錯(cuò)題訂正本 節(jié) 總 結(jié)任務(wù)三 達(dá)標(biāo)提升1.下列說法正確的是( ) A不接觸的物體之間一定沒有力的作用 B馬拉車的力大于車?yán)R的力 C施力物體同時(shí)也是受力物體 D柳枝在搖擺，只有受力物體，沒有施力物體2下述關(guān)于力的說法中不正確的是( ) A力對(duì)物體的作用效果，完全由力的大小決定。B作用在物體上的力，不論作用點(diǎn)在什么位置產(chǎn)生的效果均相同。C物體受到力的作用后，一定同時(shí)出現(xiàn)形變和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。D力的作用效果一定會(huì)