人教版選修3-1《焦耳定律》学案.docVIP

PAGE PAGE 2 五、焦耳定律 学案 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、电功率和热功率的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热、电功率和热功率,并能进行有关计算 一、电功和电功率 1．电功 （1）定义： （2）公式： 电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积． （3）单位：在国际单位制中电功的单位是 ，常用单位有 . 　1kW·h＝ J 2．电功率 （1）定义： （2）公式： 一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． （3）意义： （4）单位：在国际单位制中是 ，常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）． 1kW＝ W＝ mW= MW ３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率． 　　用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率． 额定功率 电器正常工作 电器不能正常工作 电器烧掉 与动力机械有区别 二、焦耳定律 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程． 电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能． 思考：电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？ 1、电热 (1)、定义: (2)、公式: 推导： 2．焦耳定律 ( 1 ) 内容： （2）公式： （3）焦耳定律适用条件： 说明： 纯电阻电路：只含有电阻的电路，电能全部转化为内能。如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件． 非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路等． 电能主要转化为其他形式能，部分为热能。 3、热功率 (1)、定义: (2)、公式: 热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积． (3)、单位：瓦(W) 千瓦(kW)． 探究实验： 给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流表各 1 只、导线若干。请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工作时总功率(电功率）和输出的机械功率 物理量 运行 情况 电压 U（V） 电流 I（A） 电阻 R（ Ω） 总功率 [电功率]（UI）（W） 热功率 I2R （W） 机械功率 UI －I2R （W） 转动 3 0.08 ? ? ? 卡 住 3 0.1 30 ? ? ? 两种电路小结： 1、纯电阻电路 （1）元件：电路中只含有电阻元件 （2）能量转化特点：电能只转化为内能 电功等于电热： 电功率等于热功率： P =P热 = UI = I2R = U2/R （3）纯电阻电路中：欧姆定律I=U/R成立 2、非纯电阻电路 （1）元件：电路中含有电动机、电解槽等原件 （2）能量转化特点：电能 内能+其他形式能 电功大于电热WQ：W=Q+E其他 即 电功率大于热功率PP热： （3）非纯电阻电路：不遵守欧姆定律I＜U/R 例1：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 例2、一个电动机，线圈电阻是0.4 W，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? 电功率与热功率 　（1）区别： 　　电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积； 　　热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积． 　（2）联系： 　　对纯电阻电路，电功率等于热功率； 对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和． 课堂练习 练习1．加在某台电动机上的电压是U，电动机消　　耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ） 　A．P 　 B．U2/r 　　C．P2r/U2 D．P-P2r/U2 练习2、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？ 练习3 对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）