高二物理教案：焦耳定律[04-24 22:24:31] 来源：http://www.guaimaomi.com 高二物理教案 阅读：9996次
概要：率P热，P热=I2r=52×0.6 W=15 W(4)电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt=52×0.6×3600 J=54000 J说明：电动机是非线性元件，欧姆定律对电动机不适用了，所以计算通过电动机的电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。2.5 焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量;所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加;公式：W= ，P= 。2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。三、提出疑惑课内探究学案一、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二、学习过程1.电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。(2)W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率(1)电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.(2)Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热);P=I2R是热功率的计算式，3.电功和电热(1)在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、 高二物理教案：焦耳定律,http://www.guaimaomi.com(1)通过电动机的电流是多少? (2)输入到电动机的电功率是多少? (3)在电动机中发热的功率是多少? (4)电动机工作1 h所产生的热量是多少? 解析： www.guaimaomi.com
(1)设电动机两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，则 U1=110 V，U2=U-U1=(160-110)V=50 V 通过电动机的电流为I，则I= = A=5 A (2)输入到电功机的电功率P电，P电=U1I=110×5 W=550 W (3)在电动机中发热的功率P热，P热=I2r=52×0.6 W=15 W (4)电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt=52×0.6×3600 J=54000 J 说明：电动机是非线性元件，欧姆定律对电动机不适用了，所以计算通过电动机的电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。 通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。 2.5 焦耳定律学案 课前预习学案 一、预习目标 初步了解焦耳定律，并能进行有关计算 二、预习内容 1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量;所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加;公式：W= ，P= 。 2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。 三、提出疑惑 课内探究学案 一、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 二、学习过程 1.电功和电功率 (1)电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。 (2)W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率 (1)电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度. (2)Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热);P=I2R是热功率的计算式， 3.电功和电热 (1)在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt= .同理P=UI=I2R= . (2)在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t(电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他+Q. (3)电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t= ;在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。 例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W，问： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少? (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少? (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少? 三、反思总结 四、当堂检测 1. 用电器两端电压220V，这意味着( ) A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J B.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量 C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J 2. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( ) A.灯泡的实际功率为50W B.灯泡的实际功率为25W C.通过灯泡的电流为额定电流的 D.通过灯泡的电流为额定电流的 3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”;电灯L3、L4都标有“220V，40W”.将A、B两端接入电源，最暗的灯是 ( ) A.L1 B.L2 C.L3 D.L4 4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正 常发光，两电路中消耗的总功率分别为 和 ，可以断定( ) A. 〉 B. 〈 C. = D.无法确定 5. 输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为( ) A.P B. C. D. 6.一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是 ( ) A.电动机的输出功率为U2/R B.电动机的发热功率为I2R C.电动机的输出功率为IU-I2R D.电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R 7.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求： (1)电动机正常工作时的输出功率 ; (2)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大?(提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器) 8.某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大? 9.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 V的电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少? 课后练习与提高 1.关于电功，下列说法中正确的有( ) A.电功的实质是电场力所做的功 B.电功是电能转化为内能 C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度 D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等 2. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )
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