焦耳定律学案(DOC).doc

高二物理第二章学案 主备人： 审核：高二物理组 课时数 北晨高中物理导学案 第5节 焦耳定律 一、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。 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、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） 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( ) A.大于91W B.小于91W C.等于91W D.条件不足，无法确定 3. A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则PA:PB:PC为( 　　) A.1:1:1 B.1:2: 2 C.2:1:1 D.1:4:4 4.图中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后 （ ） A．经R1和R3的电流之比I1：I3=3：1 B．R1两端的电压和R3两端的电压之比U1：U3=4：9 C．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：1：2 D．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2： 2：1 5. 两个电阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是（ ） A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联 B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联 C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联 D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联 6.一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。 　 第5节 焦耳定律 学案参考答案 预习内容 1.电能 自由电荷 静电力 电势能 2.电 内 当堂检测 1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD 7、1.5W，8W  课后练习与提高 1、AC 2、B 3、D 4、AC 5、A 6、AD 7、P=IUM=5×100=500W P热=I2r =25W　 P机=P-P热=500-25=475W (3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流 I= A=11 A 电动机消耗的电功率 P=IU=11×220 W=2420 W 电动机发热功率 P内=I2R=112×20 W=2420 W 预习内容 1.电能 自由电荷 静电力 电势能 2.电 内 当堂检测 1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD 7、1.5W，8W  课后练习与提高 1、AC 2、B 3、D 4、AC 5、A 6、AD 7、P=IUM=5×100=500W P热=I2r =25W　 P机=P-P热=500-25=475W 8、(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到103℃时.开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，待温度下降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80℃时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态.(2)不能，因为如果不闭合S1，则只能将食物加热至80℃.(3)设电饭煲处于加热状态时，功率为P1， 5