课题：第5节焦耳定律 【学习目标】 1．理解电流热效应的本质 2．掌握焦耳定律，并能实行相关计算 3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学习重点】掌握焦耳定律，并能实行相关计算 【考纲要求】理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学法指导】先在预习课上根据自己的水平和提示独立完成导学案内容，并在疑问处用双色笔标注，以便在对·群学中与同学交流，全体同学要完成a b两个层次的内容，学有余力的同学cd层次的问题仅供限制选做 【学习过程】 一、知识回顾 1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。 2.电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。 二、焦耳定律 1.电功和电功率 （1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。 （2）W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率 （1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度. （2）Q=I2Rt是电热的计算式，能够计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式， 3.电功和电热 （1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电
功等于电热，即W =UIt =I 2 Rt =t R U 2.同理P =UI =I 2 R =R U 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形 式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W =UIt 分为两部分，一绝大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动 机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q =I 2 R t （电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2 Rt ，应该是W =E 其他＋Q . （3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt =I 2 R t =t R U 2 ；在非纯电阻电路中，电功大于电热， W >Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通 用。 例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ (3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流
初中物理鲁科版九年级上册第十四章第五节焦耳定律练 习题 一、单选题 1.下列家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是() A. 收音机 B. 电风扇 C. 电烙铁 D. 电动机 2.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果 要使它产生的热量为4Q，下列办法中可行的是() A. 将电压变为原来4倍，通电时间不变 B. 将电阻变为原来2倍，通电时间变为原来1 2 C. 将电阻变为原来，通电时间变为原来2倍 D. 将电压变为原来，电阻变为原来2倍 3.我国年仅23岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠 加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失，如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是() A. 电饭锅 B. 电脑 C. 电风扇 D. 导线 4.规格都是“220V200W”的电冰箱、电脑和电烙铁正常工作，若通电时间相同， 则 A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电脑产生的热量最多 C. 电烙铁产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多 5.小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·?)”的字样，他将家中的其它用电 带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法不正确的是() A. 电水壶是利用电流的热效应来工作的 B. 烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C. 电水壶的额定功率为900W D. 当实际电压只有额定电压的90％时，电水壶的实际功率为729W 6.物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自 制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧 断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与 其它同长度的铜导线相比，它的() A. 电阻较大 B. 电压较小 C. 电流较大 D. 电功率较小 7.用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝 R1和R2分别密封在两只完全相同 的烧瓶中，且R1 第二章恒定电流 5 焦耳定律 A级抓基础 1．关于电功W和电热Q的说法正确的是( ) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立 答案：B 2．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W 的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( ) A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h 答案：B 3．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A．电风扇最多B．电烙铁最多 C．日光灯最多D．一样多 答案：B 4．有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( ) A．L1B．L2 C．L3D．L4 答案：C 5.在如图所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率． 解析：电动机正常工作时，电动机两端的电压U 0＝50 V ，此时通过电路中的电流：I ＝U R R ＝E －U 0R ＝5 A ，电动机的输出功率P 出＝U 0I －I 2R 0＝210 W. B 级 提能力 6．电功率的计算公式P ＝U 2R 中，U 是加在用电器上的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于( ) A ．计算电冰箱的功率 B ．计算电风扇的功率 C ．计算电烙铁的功率 D ．计算洗衣机的功率 解析：公式P ＝U 2R 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误． 答案：C 7.如图所示为某两个电阻的U －I 图象，则R 1∶R 2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P 1∶P 2及并联后接入电路时消耗功率之比P 1′∶P 2′分别是( ) A ．2∶1 2∶1 1∶2 B ．2∶1 1∶2 2∶1 C ．1∶2 1∶2 2∶1 D ．1∶2 2∶1 1∶2 答案：A 8．如图所示，额定电压为110 V 的两盏电灯，额定功率分别为P A ＝100 W ，P B ＝25 W ．把它们接到220 V 的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( ) 答案：C 9．(多选)如图所示，电阻R 1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R 2＝10 Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5 A ，当开关闭合后，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( ) 第五节焦耳定律2011-10-22 单县五中高二物理组编主编:郭传峰郭勇审订:刘国立徐红梅校对:仪传文 班级________________姓名_______________ 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 重点:焦耳定律内容难点:电功和电热之间的联系和区别 【自主学习】 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= 。 【课堂探究】 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:电功率及其物理意义是什么? 探究二:焦耳定律 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:电功率和热功率的比较 问题4: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? ?【例1】将A、B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( ?若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?B、若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?C、若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮 ?D、若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮 问题5: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? ?例2.电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机没有转动.当加上3 V电压时,电流为1 A,这时候电动机正常工作,求电动机正常工作时,产生的机械功率和发热功率. 人教版高中物理选修4课件 15.4 广义相对论PPT课件2.rar 15.4 广义相对论PPT课件1.rar 15.4 广义相对论3合1课件.rar 15.4 广义相对论2合1课件.rar 15.3 狭义相对论的其他结论PPT课件.rar 15.2 时间和空间的相对性6合1课件.rar 15.1 相对论的诞生PPT课件2.rar 15.1 相对论的诞生PPT课件1.rar 14.5 电磁波谱PPT课件2.rar 14.5 电磁波谱PPT课件1.rar 14.5 电磁波谱2合1课件.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件3.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件2.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件1.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件3.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件2.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件1.rar 14.2 电磁振荡过程演示Flash课件.rar 14.2 电磁振荡PPT课件3.rar 14.2 电磁振荡PPT课件2.rar 14.2 电磁振荡PPT课件1.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件3.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件2.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件1.rar 13.8 激光PPT课件2.rar 13.8 激光PPT课件1.rar 13.7 全反射PPT课件3.rar 13.7 全反射PPT课件2.rar 13.7 全反射PPT课件1.rar 13.6 光的偏振PPT课件3.rar 13.6 光的偏振PPT课件2.rar 13.6 光的偏振PPT课件1.rar 13.5 光的衍射PPT课件4.rar 13.5 光的衍射PPT课件3.rar 13.5 光的衍射PPT课件2.rar 13.5 光的衍射PPT课件1.rar 13.5 光的衍射2合1课件.rar 13.4 光的颜色色散PPT课件3.rar 13.4 光的颜色色散PPT课件2.rar 13.4 光的颜色色散PPT课件1.rar 13.3用双缝干涉测量光的波长2合1.rar 13.3实验：用双缝干涉测量光的波长PPT.rar 第5节焦耳定律 1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。 2．理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。 3．理解电功率和热功率的区别，会计算电功率和热功率。 4．能从能量守恒角度理解焦耳定律。 一、电功和电功率 1．电功 (1)电流做功的实质：导体中的□01恒定电场对自由电荷的□02静电力在做功。结果自由电荷的电势能□03减小，其他形式的能增加。 (2)公式：W□04UIt。 即电流在一段电路中所做的功等于这段电路□05两端的电压、□06电路中的电流、□07通电时间三者的乘积。 (3)□08焦耳，符号是□09J。 (4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少。 2．电功率 (1)□10电流所做的功。 (2)□11P＝UI。 (3)□12瓦特，符号是□13W。 (4)□14电能转化为其他形式能的快慢或者是电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟□01电流的二次方成正比，跟□02导体的电阻及□03通电时间成正比。 2．表达式：Q□04I Rt。 3．热功率 热功率意义：表示电流发热□05快慢的物理量 公式：P 热 ＝□07Q t＝□08I R， 单位：瓦特(W)定义：单位时间内的□06发热量 (1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。() (2)电功率越大，电功越大。() (3)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。() (4)根据I＝U R、P＝UI可导出P＝ U2 R，该公式可用于任何用电器。() (5)电流通过电解槽时，电功大于电热。() 提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√ 课堂任务电功和电功率 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图，在导体中恒定电场的作用下，电荷q沿静电力方向移动，电势降低U，静电力对电荷做功多少？ 提示：W＝qU。 活动2：电荷沿静电力方向移动，电流对外做功，你能导出电功W与电流I 的关系吗？ 提示：由活动1，W＝qU，设q电势降低的过程所用时间为t，则任一截面t 时间内通过的电荷量为q，即电流I＝q t代入上式得W＝UIt。 活动3：根据上述活动，如何表示电流做功的快慢？ 提示：做功快慢用功率来表示，即P＝W t，结合W＝UIt，可得P＝UI。 活动4：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)电功的实质：自由电荷在导体中的恒定电场的静电力作用下，沿静电力的方向做定向移动形成电流，静电力对自由电荷做功，电荷的电势能减小，转化 11.3 简谐运动的回复力和能量 三维教学目标 1、知识与技能 （1）掌握简谐运动的定义，了解简谐运动的运动特征； （2）掌握简谐运动的动力学公式，了解简谐运动的能量变化规律；（3）准确判断物体是否做简谐运动。 2、过程与方法：引导学生通过实验观察，概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律，培养归纳总结能力。 3、情感、态度与价值观：结合旧知识进行分析，推理而掌握新知识，以培养其观察和逻辑思维能力。 教学重点：是简谐运动的定义、动力学公式、能量变化规律。 教学难点：难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。 教学教具：弹簧振子，挂图。 教学过程： 第三节简谐运动的回复力和能量 （一）引入新课 提问1：什么是机械振动？（物体在平衡位置附近做往复运动叫机械振动） 提问2：振子做什么运动？（是一种最简单、最基本的机械振动，叫做简谐运动） 提问3：过去我们研究自由落体等匀变速直线运动是从哪几个角度进行研究的？ 今天，我们仍要从运动学（位移、速度、加速度）研究简谐运动的运动性质；从动力学（力和运动的关系）研究简谐运动的特征，再研究能量变化的情况。 （二）新课教学 1、演示：竖直方向的弹簧振子。 提问1：大家应明确观察什么？（物体） 提问2：上述四个物理量中，哪个比较容易观察？ 提问3：做简谐运动的物体受的是恒力还是变力？力的大小、方向如何变？ 小结：简谐运动的受力特点：回复力的大小与位移成正比，回复力的方向指向平衡位置。 提问4：简谐运动是不是匀变速运动？ 小结：简谐运动是变速运动，但不是匀变速运动。加速度最大时，速度等于零；速度最大时，加速度等于零。 提问4：从简谐运动的运动特点，我们来看它在运动过程中能量如何变化？让我们再来观察。 提问5：振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？（外力对系统做 （精心整理，诚意制作） 1．下列关于电功率的说法中，正确的是( ) A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率 C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做功越少 解析：选C.用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A错C对；而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B错；电流做功的多少不仅与 功率的大小有关，还与时间有关，故D错． 2．(20xx年江苏常州高二检测)下列关于电功W和电热Q的说法正确的是( ) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 解析：选B.W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错． 3．有四盏灯，接入如图2－5－7所示的电路中．L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( ) 图2－5－7 A．L1B．L2 C．L3D．L4 解析：选C.由P＝U2 R 可知，R1＝R2 人教版高中物理选修4课件 注:直接按Ctrl键点击你所要下载的课件即可. 15.4 广义相对论PPT课件2.rar 15.4 广义相对论PPT课件1.rar 15.4 广义相对论3合1课件.rar 15.4 广义相对论2合1课件.rar 15.3 狭义相对论的其他结论PPT课件.rar 15.2 时间和空间的相对性6合1课件.rar 15.1 相对论的诞生PPT课件2.rar 15.1 相对论的诞生PPT课件1.rar 14.5 电磁波谱PPT课件2.rar 14.5 电磁波谱PPT课件1.rar 14.5 电磁波谱2合1课件.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件3.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件2.rar 14.4 电磁波与信息化社会PPT课件1.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件3.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件2.rar 14.3 电磁波的发射和接收PPT课件1.rar 14.2 电磁振荡过程演示Flash课件.rar 14.2 电磁振荡PPT课件3.rar 14.2 电磁振荡PPT课件2.rar 14.2 电磁振荡PPT课件1.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件3.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件2.rar 14.1 电磁波的发现PPT课件1.rar 13.8 激光PPT课件2.rar 13.8 激光PPT课件1.rar 13.7 全反射PPT课件3.rar 13.7 全反射PPT课件2.rar 13.7 全反射PPT课件1.rar 13.6 光的偏振PPT课件3.rar 13.6 光的偏振PPT课件2.rar 13.6 光的偏振PPT课件1.rar 13.5 光的衍射PPT课件4.rar 13.5 光的衍射PPT课件3.rar 13.5 光的衍射PPT课件2.rar 13.5 光的衍射PPT课件1.rar 13.5 光的衍射2合1课件.rar 13.4 光的颜色色散PPT课件3.rar 13.4 光的颜色色散PPT课件2.rar 第五节、焦耳定律 一、教学目标 （一）知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R （P=U2/R）的适应条件。 3．知道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。 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （二）过程与方法 通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转 化为其他形式能的过程。 （三）情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 三、重点与难点： 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识， 接受起来比较困难。 四、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。 提出问题，引入新课 1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功） 2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。 本节课将重点研究电路中的能量问题。 （二）新课讲解-----第五节、焦耳定律 1．电功和电功率 （1）．电功 定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为U AB，则电场力做功W=qU AB。 对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时 第2章第5节 2.5 焦耳定律 【知识与技能】 1、理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2、了解电功和电热的关系。了解公式Q =I 2Rt （P=I 2R ）、Q =U 2t /R （P =U 2/R ）的适应条件。 3、知道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。 4、能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 【过程与方法】 1、通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 【情感态度与价值观】 1、通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 【教学过程】 ★重难点一、电功和电功率★ 电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中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． (2)公式：W ＝IUt . (3)国际单位：焦，符号：J. (4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功． (5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能．即电功是电能转化为其他形式的能的量度． 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P ＝W t ＝IU . (3)单位：瓦，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢． (5)额定功率和实际功率 ①用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U 额 时， 电流达到额定电流I 额 ，电功率也达到额定功率P 额 ，且P 额 ＝U 额 I 额． ②用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率． 高二物理选修3-1第二章第五节焦耳定律对点训练【答案】 一、单选题 1.两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B并联在电路中，A的长度为 2L，直径为 d；B的长度也为 L，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. Q A∶Q B＝1∶8 B. Q A∶Q B＝ 8∶1 C. Q A∶Q B＝ 1∶2 D. Q A∶Q B＝4∶1 2.电动机线圈的电阻为R，电动机正常工作时，两端电压为U，通过电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ) ①电动机消耗的电能为UIt ②电动机消耗的电能为I2Rt ③电动机线圈产生的电热为I2Rt ④电动机线圈产生的电热为U2t/R A. ①② B. ②③ C. ② D. ①③ 3.随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要应用电流热效应的是（） A. 电风扇 B. 电饭煲 C. 电冰箱 D. 电视机 4.下列说法错误的是（） A. 通常用的干电池的电动势约为1.5V，铅蓄电池的电动势约为2V B. 教室里用的日光灯的规格一般是“220V，40W” C. 在电流一定时，电阻越小，相同时间内发热越多 D. 电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，说明电流具有热效应 5.甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后接在电源上（） A. 甲、乙的电阻之比是1:2 B. 甲、乙中的电流强度之比是4:1 C. 甲、乙电阻丝相同时间产生的热量之比是1:4 D. 甲、乙电阻丝两端的电压之比是1:2 6.有一个电风扇，标有“220 V50 W”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法正确的是( ) A. Q=U2t R B. Q＝Pt C. Q=(P U )2Rt D. 以上三种方法均正确 7.额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V 的电路中，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的( )． 高中物理人教版选修3-1第二章第5节焦耳定律同步练习B卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共20题；共45分) 1. （2分）如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是（） A . B . C . D . 2. （2分） (2018高三上·朝阳期末) 如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒MN一水平向右的初速度v1 ，经过时间t，导体棒MN向右运动的距离为x，速度变为v2。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R 的焦耳热Q，具体过程如下：（） 甲同学： 在这段时间内，导体棒MN切割磁感线的感应乙同学： 在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转 电动势 所以化为电阻R的焦耳热，则有 A . 两位同学的解法都正确 B . 两位同学的解法都错误 C . 甲同学的解法正确，乙同学的解法错误 D . 甲同学的解法错误，乙同学的解法正确 3. （2分） (2016高二上·济宁期中) 四盏灯泡接成如图所示的电路，a、c灯泡的规格为“220V40W”，b、d灯泡的规格为“220V100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率，则这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序是（） A . Pa＞Pd＞Pc＞Pb B . Pa＞Pc＞Pd＞Pb C . Pa＞Pd＞Pb＞Pc D . Pc＞Pd＞Pa＞Pb 4. （2分） (2017高二上·东莞期末) 随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是（） A . 电风扇 2.5焦耳定律 1．电功和电功率 （1）．电功 定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为 U AB，则电场力做功W=qU AB。 对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t），所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。 表达式：W = Iut ① 【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。 ②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。 单位：焦耳（J）。1J=1V·A·s （2）电功率 ①定义：单位时间内电流所做的功 ②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）② 上式表明：电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。 ③单位：为瓦特（W）。1W=1J/s ④额定功率和实际功率 额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。 实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。 这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。 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，描述它的定量规律是焦耳定律。 学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt。这里有一个错误，可让学生思考并找出来。 错在Q=W，何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？ 英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。 2．焦耳定律——电流热效应 （1）焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。 表达式： Q=I2Rt ③ 【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt （2）热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。 5．焦耳定律 三维目标 知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义，了解实际功率和额定功率； 2．了解电功和电热的关系，了解公式Q＝I2Rt、P＝I2R、Q＝ 2 U t R 、P＝ 2 U R 的适应条件； 3．知道电功率和热功率的区别和联系。知道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； 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 过程与方法 1．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力； 2．通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 情感态度与价值观 1．通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育； 2．通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 教学重点 1．电功、电功率、焦耳定律、电热功率的概念、公式； 2．区别并掌握电功和电热的计算。 教学难点 主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。 教学方法 等效法、类比法、比较法、实验法。 教学手段 灯泡、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机。 教学过程 ［新课导入］ （1）通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？ （做功，而且做正功） （2）电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子？ （电灯把电能转化成内能和光能；电炉把电能转化成内能；电动机把电能转化成机械能；电解槽把电能转化成化学能。） 用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识，重点研究电路中的能量问题。 ［新课教学］ 一、电功和电功率 1．电功 我们知道，功是能量转化的量度，电能转化为其它形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其它形式能的数量。 所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动，结果电荷的电势能减小，其它形式能的增加。 第五节焦耳定律 编写：王振营审核：张志强 【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，能进行有关的电功计算。 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别和联系。 【课前预习】 一.电功和电功率 1.电功： ⑴电流做功，实质上是导体中的对自由电荷的在做功，试推导出电流 做功的表达式。 推导： ⑵表达式：，即电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压 U、、通电时间t三者的乘积。 2.电功率： ⑴定义：内电流所做的功叫做电功率。 推导： ⑵表达式：，即电流做功的功率，等于电流I和电路的乘积。 3.在国际单位制中，电流、电压、时间的单位分别是、、。 电功、电功率的单位分别是和。 二.焦耳定律 1.纯电阻电路：电路中只含有白炽灯、电炉丝、电阻等电热元件的电路。电流通过纯电阻电路时， 电能全部转化为导体的。 2.电流在纯电阻电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即。 这就是焦耳定律的表达式。 3.热功率：单位时间内电流做功产生的。公式：。 注意：在纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。 4.非纯电阻电路：电路中有电动机或电解槽的电路。电流做功除转化为内能外，还转化为 或。在非纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。 【课堂探究】 例1.关于电功和焦耳热，下列说法正确的是 A. 在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2Rt B. 在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2Rt C. 在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q=I2Rt D. 在纯电阻电路中，计算焦耳热不可以用公式Q=UIt 小结：电功率和热功率的计算？ ⑴对纯电阻元件： 满足欧姆定律U=IR，电能全转化为热能，凡是能计算电功率的公式都能计算热功率，即 ⑵对非纯电阻元件： 不满足欧姆定律U=IR，电能一部分转化为热能，电功率大于热功率。 计算电功率只能用，计算热功率只能用。 例2.一台电动机，线圈电阻是0.4Ω，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。 ⑴这台电动机的热功率多大？ ⑵这台电动机的电功率多大？ ⑶这台电动机每分钟所做的机械功有多少？ 拓展1：有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电机正常工作，工作电流是1.0A； ⑴求电动机的内阻？ ⑵求电动机正常工作时的电功率与热功率、输出功率？ ⑶如果电动机在正常工作时，轮子突然被卡住不再转动，电动机的发热功率是多大？高中物理选修3-1(人教版)练习：第二章 第5节 焦耳定律 Word版含答案
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