人教版 (新课标)选修35 焦耳定律导学案

2-5 焦耳定律

[学习目标]

1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算

2.清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系

3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别

[学习过程]

任务一：阅读课本，并回答下面两个问题。

1.如图1所示，电路中电流为I，通电时间为t，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？如果电路左、右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中．静电力做的功是多少？

2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？

1.电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量．

2.电功的计算公式：W＝IUt.

电功的单位：焦耳，符号为J.

常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J．

3.电功率：单位时间内电流所做的功．它表示电流做功的快慢．

电功率的计算公式：P＝＝IU,_

电功率的单位：瓦特，符号为W.

任务二：某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路．

任务三：阅读课本，写出焦耳定律的表达式，并说出适用条件。

1.焦耳定律

(1)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．

(2)公式：Q＝I2Rt.

2.热功率

(1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值，叫做热功率．

(2)表达式：P＝＝I2R.

3.纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．此时电功等于电热W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t, 电功率等于热功率P＝P热＝UI＝I2R＝.

4.非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为机械能或化学能，还有一小部分转化为内能．此时电功大于电热： W＝UIt＝Q＋E其他>Q＝I2Rt，电功率大于热功率：P＝UI＝P热＋P其他>P热＝I2R.

任务四：完成以下练习，检测本节课学习效果。

1.关于三个公式P＝UI，P＝I2R，P＝的适用范围，以下说法正确的是(　　)

A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率

B.在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率

C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义

D.由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率

2.一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

3.如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则(　　)

A.电动机内部的发热功率为I2R

B.电动机的机械功率为IU

C.电动机的总功率为IU

D.电动机机械功率为IU－I2R

4.有规格为“220 V　1 000 W”的电炉，问它在正常工作时的电阻；如果电压只有200 V，求它实际消耗的功率．