物理人教版 (2019)1 电路中的能量转化导学案

这是一份物理人教版 (2019)1 电路中的能量转化导学案，共6页。


学习目标
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．
2．理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．
3．理解电功率和热功率．
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．
重点难点
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)
2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)
3．理解电功率和热功率．(重点)
4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．(难点)
自主探究
一.电功和电功率
1.电热水壶工作时，① 能转化为② 能。
2.在恒定电场中，电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的③ 做功。
3.若通过热水壶的电流为，热水壶两端的电压为，经过时间电流做的功④ ，功率⑤ 。
二.焦耳定律
1.焦耳定律的内容和表达式。
（1）内容：⑥
（2）表达式⑦
2.电流的发热功率⑧
三.电路中的能量转化
1.电动机接上电源后，会带动风扇转动，从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得的能量，一部分转化为⑨ ，一部分转化为⑩ 。
2.设电动机消耗的功率为，电动机对外做功，输出的功率为，另外，电动机工作时自身也有能量损失，对应的功率为，他们之间满足⑪ 。
3.设电动机两端的电压为，通过电动机线圈的电流为，可知⑫
4.电动机刚停止工作时，我们发现外壳是热的，说明工作时有电能转化为内能。设电动机线圈的电阻为，可知⑬
5.电动机线圈有电阻，所以有一部分电能转化为内能，而这一部分属于能量损失，忽略摩擦以及空气阻力，则有⑭
6.正在充电的电池，电能除了转化为⑮ 之外，还有一部分转化为⑯ 。
答案：①电 ②内 ③静电力 ④ ⑤ ⑥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 ⑦ ⑧ ⑨内能 ⑩机械能 ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ ⑮化学能 ⑯内能
探究思考
【典例一】有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是( )
A.
B.
C.
D.以上三种方法均正确
解析：答案：A
解析：根据电功率公式,可得电路中的电流;由焦耳定律,得时间t内产生的热量,故A正确.
【典例二】下列关于电功和电热的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有、,且
B.在任何电路中都有、,但不一定等于
C. 、均只有在纯电阻电路中才成立
D. 在任何电路中都成立, 只在纯电阻电路中才成立
解析：非纯电阻中,W=UIt用来求电功;Q=I2Rt用来求电热,但W>Q;只有在纯电阻电路,根据能量守恒电功和电热电相等,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算,故A错误;B正确;W=UIt可用于任何电路求总电功;而Q=I2Rt可以适用任何电路求热功,故C D错误;故选B.
知识梳理
1.电功
公式：
单位：焦耳，简称焦，符号
2.电功率
公式： 适用于任何电路
单位：瓦特，简称瓦，符号
3.电热
焦耳定律：
热功率：
随堂训练
1.两只电阻的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.两电阻的阻值为大于
B.两电阻串联在电路中时, 两端电压大于两端电压
C.两电阻串联在电路中时, 消耗的功率小于消耗的功率
D.两电阻并联在电路中时, 的电流小于的电流
2.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d; B的长度为2L,直径为2d,那么通电后,A、B在相同的时间内产生的热量之比为( )
A.QA:QB=1:1 B.QA:QB=2:1 C.QA:QB=1:2 D.QA:QB=4:1
3.有一台标有“220V 50W”的电风扇,其线圈电阻为0.4Ω,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.有四盏灯,接入如图电路中, 、都标有“”字样, 、都标有“”字样,把电路接通后,下列说法正确的是:( )
A. 和一样亮
B. 和一样亮
C. 比亮
D. 比
答案
1.答案：C
解析：A.由下图可知,
当电流相同时, 两端的电压大于两端的电压,即,
由欧姆定律得: 所以当电流相同时,电压越大,导体的电阻就越大,即.故A错误;
B.两电阻串联在电路中时,电流相等,根据A的分析可知:即,故B错误;
C.两电阻串联在电路中时,电流相等,根据可知: 消耗的功率小于消耗的功率,故C正确;
D.两电阻并联在电路中时,电压相等,根据得: 的电流大于的电流,故D错误.
故选C.
2.答案：B
解析：两电阻丝直径之比为1:2,则横截面积之比为1:4,根据电阻定律可知,电阻之比为2:1,根据,由于电流相等,通电时间相等,则产生的热量之比等于它们的电阻之比,即B正确。
3.答案：C
解析：电流,电风扇正常工作时产生的电热是由于内阻发热产生的,所以每分钟产生的热量为故选C.
4.答案：D
解析：根据可知，、的电阻为484欧姆，、的电阻为1210欧姆。、并联，根据并联电阻的特点，总电阻将小于最小电阻484欧姆。假设并联电路部分得到，那么根据串联电路特点，其余两部分肯定超过，因此不可能。由于、并联，电压相等，根据可知，电阻晓得将会得到较大功率，即比亮，所以B错。根据可知、电流一样，所以要比亮，所以A错。由于是干路电流，是支路的，所以说明比要亮