焦耳定律导学案
第二章 恒定电流
第五节 焦耳定律
编制:何功科 李注海 毛敞新 包课领导签字:
【学习目标】
1.理解电流做功和电功率的概念
2.理解焦耳定律,知道焦耳定律在纯电阻电路和非纯电阻定律中的应用
3.以极度热情投入学习,体验成功的快乐。
【重点、难点】
1. 区别并掌握电功和电热的计算;
2. 非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。
【使用说明与方法指导】
1.先通读教材,理解焦耳定律,知道焦耳定律在纯电阻电路和非纯电阻定律中的应用。
2.依据预习学案再通读教材,进行知识梳理,勾划重点知识,将自己的疑问记下来,并写上提示语、标注符号;熟记基础知识。完成预习学案。
【课前预习 】(15分钟)
1.能量转化 电炉通电时, 能转化为 能;电动机通电时, 能转化为 能;蓄电池充电时, 能转化为 能;电能转化成其他形式能的过程就是 的过程,电流做功的多少 电能转化为其他形式能的数量。
2.电功 自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动,结果电荷的电势能 ,其他形式的能 。电流在一段电路中所做的功等于这段电路 、 、 三者的乘积。计算式为W= 。
3.电功率 电流做的功叫电功率。用 表示电功率,表达式为P= 。
电流在一段电路上做功的功率P等于 与这段电路 的乘积。
4.焦耳定律内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟导体的电阻及通电时间成 。这个关系最初是 由实验得到的。
5.表达式 Q= 。
6.热功率 的发热量通常称为热功率,表达式为P= 。
【课内探究】
探究一:电功和电功率
阅读教材53页电功和电功率,回答以下问题:
问题1:电功的实质是什么?课本是如何推导出电功的表达式的?
问题2:电功和电功率各自的物理意义是什么?
阅读教材53-54页焦耳定律,回答以下问题:
问题3:什么是电流的热效应?
探究三:电功和电热的比较、电功率和热功率的比较
问题4:对任何电路,电流做功和电热,各自应如何计算?
问题5:在纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间有什么样的关系?
问题6:在非纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间又是什么样的关系?
问题7:一个电动机,线圈电阻是0.4Ω,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?
针对训练:
1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
U2
t只适用于纯电阻的电路 B.WUIt适用于任何电路,而WIRtR
2C.在不是纯电阻的电路中,UIIR
D.焦耳热QI2Rt适用于任何电路 2
2.有一电风扇上标有“220V ,55W”,若风扇的电动机线圈电阻为8Ω,当它正常工作时:
(1).电源供给的电功率是多少?
(2).转化为风的电功率是多少?
(3).电动机的发热功率是多少?
3.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同时间内( )
A.电炉和电动机产生的热量相同
B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
4.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A。松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作。求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
【课后拓展】
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S断开时,电流表的示数为2A,这时电阻R1消耗的电功率为12W,当S闭合后,电流表的示数为3A,问:
(1)电阻R1、R2的阻值是多少?
(2)当开关S闭合后,电阻R2在5
2.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
3.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电流强度I=5A,求:
(1)电动机线圈电阻R(g=10m/s2)
(2)电动机的效率。
(3)若由于某种原因电动机被卡住,这时电动机消耗的功率为多少?