江苏省2013—2020学年高二物理(新人教版)选修3—1同步导学案：2.5焦耳定律.docx

课题：——2.5焦耳定律 姓名： 班级
一：学习目标
1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区分和联系。
二：课前预习
1． 电功　
⑴ 电功W：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功。
⑵ 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
⑶ 公式： ，单位：焦耳（J），1J=1V·A·s
2． 电功率　
⑴ 定义： 。
⑵ 表达式： （对任何电路都适用），单位：瓦特（W），1W=1J/s
⑶ 额定功率和实际功率，灯泡的亮度是由其实际消耗的电功率打算的。
⑷留意公式 只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。
3．焦耳定律——电流热效应
⑴文字表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
⑵表达式：  （对任何导体都适用）
⑶留意公式 只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。
4．对于非纯电阻电路（含有电动机、电解槽等的电路），电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，这时W ＞Q。即W=Q+E其它 或P =P 热+ P其它、UI = I2R + P其它。
三：课堂研讨
1、电功和电功率，请同学们思考下列问题：
(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的？

(2)① 电场力做功的定义式是什么？

②电流的定义式是什么？

利用学过的学问，推导一下经过时间t，电流做的功。

(3)推导电功率的表达式。

(4)额定功率和实际功率

2、焦耳定律：
（1）电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，那么，电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢？
①焦耳定律：
②表达式：
③热功率(单位时间内的发热量)：
（2）电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢？

【试验】如何用小电动机验证电功率和热功率不相等？
取一个小电动机，其内阻R=1.0 Ω，把它接在如图所示的电路中。
（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。
（2）再松开夹子，使小电机转动，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。

工作状态
U/V
I/A
P/W
Q/W
不转动

转动

结论：

例1始终流电动机线圈内阻肯定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A。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？

四：学后反思

课堂检测—2.5焦耳定律 姓名： 班级
1．关于三个公式：①P＝UI　②P＝I2R　③P＝U2/R，下列叙述中正确的是(　　)
A．公式①适用于任何电路的热功率
B．公式②适用于任何电路的热功率
C．公式③任何状况下都不能用
D．公式①、②、③适用于任何电路的热功率
2．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是(　　)
A．通过电流大的灯泡　　　 B．两端电压大的灯泡
C．电阻值大的灯泡 D．消耗电功率大的灯泡
3．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肯定越多
B．W＝UI适用于任何电路，而W＝I2Rt＝（U2/R）t只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
4．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内(　　)
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
5右图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率肯定是(　　)
A．I2R　　　　　　B．U2/R
C．UI D．UI－I2R
6.如右图所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω，电阻R1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中(　　)
A．干路中电流不断增大
B．R1上消耗电功率不断增大
C．R1上消耗电功率不断减小
D．R2上消耗电功率不断减小
7．如右图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3(　　)
A．1∶1∶1　　　　　　　 B．4∶1∶1
C．1∶4∶4 D．1∶2∶2

课外作业—2.5焦耳定律 姓名： 班级
1.如右图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽的发热功率为60 W
C．电解槽消耗的电功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
2.电子产品制作车间里经常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并
联，然后再接到市电上(如右图所示)，下列说法正确的
是(　　)
A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小
C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙发热较少
D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
3.如右图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机绕组的阻值R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是I0＝0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　)
A．I＝1.5 A B．I＜1.5 A
C．P＝15 W D．P＜15 W
4．一个标有“110 V、10 W”的灯泡，求：
(1)它的电阻；
(2)正常工作时的电流；
(3)假如接在100 V的电路中实际功率多大？
(4)接在220 V电压的电路中，它的实际功率多大？会发生什么现象？