高中物理第一章电场电流电流的热效应导学案新人教选修
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河北省衡水市安平县高中物理第1章电场电流1.2 电场导学案(无答案)新人教版选修1-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(河北省衡水市安平县高中物理第1章电场电流1.2 电场导学案(无答案)新人教版选修1-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第二节电场学习目标:1. 知道电荷间的相互作用是通过电场发生的。
2。
理解电场强度,会根据电场强度定义式进行有关计算。
3。
知道电场强度是矢量,方向就是电场的方向。
一、知识梳理1。
电荷周围存在,电荷间的相互作用是通过发生的。
2。
电场的基本性质:对放入其中的电荷 .这种力叫。
3。
电场是客观存在的特殊。
4、电场强度:描述电场强弱。
用符号表示.实验表明:在电场中同一点,电场力F与电荷电量q的比值F/q 。
5、大小:放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的叫做该点的电场强度.6、方向:物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的静电力的方向相同.负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向。
7、公式:E= 电场强度单位.8、电场强度的大小和方向只与的大小与正负以及电场中的有关,与的大小与正负无关.二、例题分析例:+Q的电场A处,放入一电荷q=-4C,受到力F=8N,则E=?若q=8C,则E=?若不放电荷,E=?三、课堂练习1、(会考说明)关于电场强度的下列说法中正确的是( )A .电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力B .在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零C .正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D .负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向2、根据电场强度的定义式E =qF 可知,电场中确定的点 ( ) A .电场强度与检验电荷受到的电场力成正比,与检验电荷的电荷量成反比B .检验电荷的电荷量q 不同时,受到的电场力F 也不同,场强也不同C .检验电荷的电性不同,受到的电场力的方向不同,场强的方向也不同D .电场强度由电场本身决定,与是否放置检验电荷及检验电荷的电荷量、电性均无关3、A 为已知电场中的一固定点,在A 点放一电量为q 的电荷,所受电场力为F ,A 点的场强为E ,则 [ ]A 。
高中物理电流的热效应导学案新人教版选修(一)教学目的1、知道电流的热效应。
2、在观察实验的基础上引出焦耳定律。
3、理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。
(二)教学过程1、引入新课问:l)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?为什么?学生回答:发烫。
是电流的热效应。
2、进行新课:①介绍如图1的实验装置,告诉学生,通电后,(从电流表的示数可知道I的数值)。
② 问:该实验的目的是什么?(研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关)③ 问:该实验的原理是什么?观察什么?向学生讲述:当电流通过电阻丝A、B、C时,电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀,瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。
电流产生的热量越多,液面就会上升得越高。
我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
④ 教师演示实验,记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况:。
⑤ 分析:① 内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
② 公式:Q=I2Rt。
③ 单位:I一安,R一欧,t一秒,Q一焦。
注意:焦耳定律是实验定律,在此可向学生讲一些焦耳的故事,以激发学生勤奋学习,不怕困难,勇于攀登的精神。
3)根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。
若电流做的功全部用来产生热量即Q=W,又∵W=UIt根据欧姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt4)指出:焦耳定律适用于任何用电器的热量计算,对只存在电流热效应的电路也可用来计算热量。
5)例题:例1:某导体的电阻是2。
当1A的电流通过时,l分钟产生的热量是多少焦?例2:一只“220V45W”的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是多少?你能用几种方法解此题?6)讨论:(先由学生说,然后在教师的引导下进行归纳)①提问:为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”。
分析:因为电线和灯串联,通过它们的电流是一样大,又因为灯的电阻比电线的大得多,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。
六、电流的热效应一、电阻与电流的热效应1.焦耳定律(1)电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.(2)公式:Q=I2Rt.(3)单位:焦耳,符号:J.2.热功率:把电热器单位时间内消耗的电能叫做热功率.P=错误!未定义书签。
=I2R,单位:瓦,符号:W.3.额定功率是指用电器正常工作时的功率,这时加在用电器两端的电压叫额定电压,通过用电器的电流叫额定电流.4.能量转化(1)电流通过电动机时,电能主要转化成机械能,只有一部分转化成内能,这时电功率大于热功率.(2)电流通过白炽灯泡时,电能全部转化成内能,这时电功率等于热功率.二、白炽灯1.白炽灯的工作原理利用电流的热效应,使通电的金属丝温度升高,达到白热,从而发光.2.内部环境为了避免高温下金属丝迅速氧化折断,灯泡要抽成真空或充入惰性气体.1.思考判断(1)电流通过导体时产生热量叫电流的热效应.ﻩ(√)(2)电热器的电阻越大,热功率一定越大.(×)(3)电流通过电风扇时,电能全部转化为机械能.(×)(4)日光灯是白炽灯.(×)(5)白炽灯泡的电功率越大,灯丝越粗.(√)(6)白炽灯在发光时的电阻与不发光时相同.ﻩ(×)2.某电阻的阻值为5 Ω,通过的电流为2 A,则它在10 s的时间内产生的热量为( )A.100JﻩB.200 JC.20J D.2JB[由焦耳定律:Q=I2Rt=22×5×10J=200 J,故B正确.]3.(多选)下列家用电器在工作时,主要利用电流热效应的是()A.电熨斗ﻩB.电冰箱C.吸尘器ﻩ D.电饭煲AD[电熨斗是利用电流做功产生的热量来熨烫衣物的,故主要利用了电流的热效应,故A正确.电冰箱是利用电流做功压缩制冷剂,使制冷剂液化,当制冷剂再通过冷凝管时体积膨胀气化而带走冰箱内的热量,故电流做功的过程中电能主要转化为机械能,故B错误.吸尘器是通过电流做功带动风扇转动而形成风,从而把灰尘吸进吸尘器,故主要是将电能转化为机械能,故C错误.电饭煲是利用电流流过电热丝时释放的热量来对食物进行加热,故主要利用了电流的热效应,故D正确.]4.一台直流电动机的额定电压为U,额定功率是P,电动机内电枢导线的电阻为R,那么它正常工作时的电流是( )A.等于错误!未定义书签。
高中物理第1章电场电流1.5电流和电源1.6电流的热效应学案新人教版选修高中物理第1章电场电流 1.5 电流和电源1.6 电流的热效应学案新人教版选修一、自主学习目标:1、知道电流的产生条件及其定义式,知道电流的方向是如何规定的。
2、知道电源在电路中的作用。
知道电动势的概念和单位。
知道常用电池电动势的大小3。
能说出焦耳定律的内容,能运用焦耳定律的公式解决相关问题。
二、重点知识:电流、电动势、焦耳定律三、自主学习过程:(一)课堂自主学习:1、电流的概念:电荷的_______________形成电流。
2、电流产生条件:_________________。
3、电流的方向:规定_______________________________为电流的方向。
在金属导体中,电流的方向与___________________________相反。
4、电流定义:通过导线某横截面的电荷量与所用时间的比值公式:___________________单位:安培简称安,符号A,常用单位mA和μA。
单位换算关系:1A= mA= μA5、电动势是用来描述电源本身性质的物理量。
符号E,单位伏特。
电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
6、电流的热效应焦耳定律内容:。
7、公式:(二)典型例题例1、某电池电动势为1、5V,如果不考虑它内部的电阻,当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时,16秒内有多少库仑的电荷定向移动通过电阻的横截面,相当于多少个电子通过该截面?例2、通过电阻R的电流强度为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流强度为I/2,则在时间t内产生的热量为()A、4QB、2Q C、Q/2 D、Q/4例3、下列计算热量的公式中哪一个是焦耳定律的普遍适用公式()A、Q=UItB、Q=C、Q=I2RtD、上面三个都是例4、电炉丝坏了,去掉一半后仍接在原电源上,在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为()A、1:2B、2:1C、4:1D、1:4(三)。
《电流的热效应》导学案一、学习目标1、理解电流的热效应现象,知道电流通过导体时电能转化为内能。
2、探究影响电流产生热量的因素,掌握焦耳定律的内容和表达式。
3、能运用焦耳定律解决简单的实际问题,了解电热的利用和防止。
二、学习重难点1、重点(1)电流的热效应概念及焦耳定律的内容和表达式。
(2)探究影响电流产生热量的因素。
2、难点(1)焦耳定律的理解和应用。
(2)实验设计中控制变量法的运用。
三、知识回顾1、电能:电能是指电以各种形式做功的能力。
电能的单位是焦耳(J)和千瓦时(kW·h),1 千瓦时= 36×10^6 焦耳。
2、电功:电流所做的功叫做电功,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
电功的计算公式为 W = UIt 。
四、新课导入在日常生活中,我们经常会用到电热水壶、电暖器、电饭锅等电器。
当这些电器工作时,我们会发现它们会发热。
那么,电流通过导体时为什么会产生热量呢?这就是我们今天要学习的电流的热效应。
五、知识讲解1、电流的热效应电流通过导体时,电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。
例如,电灯泡发光时,灯丝温度很高,内能增加,这就是电流的热效应。
2、探究影响电流产生热量的因素(1)提出问题电流通过导体产生的热量与哪些因素有关?(2)猜想与假设根据生活经验和已有的知识,我们可以做出以下猜想:猜想一:电流产生的热量可能与电流的大小有关,电流越大,产生的热量越多。
猜想二:电流产生的热量可能与电阻的大小有关,电阻越大,产生的热量越多。
猜想三:电流产生的热量可能与通电时间有关,通电时间越长,产生的热量越多。
(3)设计实验为了验证我们的猜想,我们需要设计实验来进行探究。
由于电流产生的热量不易直接测量,我们可以通过转换法,将电流产生的热量转换为容易测量的物理量,比如温度的变化。
实验器材:电源、导线、开关、电阻丝(不同阻值)、装有等量煤油的烧瓶、温度计、电流表。
实验步骤:①探究电流产生的热量与电流的关系保持电阻和通电时间相同,改变电流的大小。
江苏省灌南县高中物理第一章电场电流小结导学案新人教版选修1-1 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(江苏省灌南县高中物理第一章电场电流小结导学案新人教版选修1-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一章 电场 电流一、知识梳理二、思想方法1.抽象思维方法电场看不见,摸不着,本章从电场的力的性质和电场线两方面研究电场,尽量使电场形象化。
2.类比法将抽象的概念与熟悉的事物进行比较,可帮助理解。
本章中将电容器的电容与盛水的容器电学 电荷 自然界中只存在正、起电方式:实质——电荷发生转移,遵循电荷守恒定律 元电荷:e =1.6×10-19C ,所有带电物体的电荷量或者等于它, 或者是它的整数倍 库仑定律:公式:F=kQ 1Q 2/r 2 k=9.0×109N ·m 2/C 2 适用条件:真空、点电荷 点电荷:大小和形状可忽略的带电体 负电荷 电流电流:电荷的定向移动形成电流;方向:正电荷定向移动方向为正方向电动势:描述电源特性 热功率:P =I 2R 大小:I =Q/t 焦耳定律:Q =I 2Rt 电场强度: E =F /q ,q 为检验电荷,E 与q 、F 无关;单位:N/C 应用2:电容器;电容器是容纳电荷的装置;一般来说,电容器极板的正对面积越大、极板间距离越近,电容器的电容就越大。
单位:F ,1F =1×106μF =1×1012pF 电场 电场:电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质----电场发生的,电荷的周围都存在电场;看不见,摸不着,客观存在。
第6讲电流的热效应[目标定位] 1.通过实验方法研究导体通电时发热与导体的电阻之间的关系.2.了解电流热效应跟哪些因素有关,理解焦耳定律,并能用焦耳定律解题.3.知道电功与电热的关系,了解生活中应用焦耳定律的例子,了解节约电能的一些方法.一、电阻与电流的热效应1.电流的热效应:电流通过导体时,使导体温度升高,电能转化为内能.2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.即Q=I2Rt.3.热功率:在物理学中,把电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率,即P=Qt=I2R.在国际单位制中,热功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W.4.电功率与热功率的关系:电能全部转化为内能时,电功率等于热功率;用电器消耗的电能只有一部分转化为内能时,电功率大于热功率.想一想你所知道的哪些用电器是电能全部转化为内能的?哪些用电器消耗的电能只有一部分转化为内能?它除了转化为内能外,还转化为哪些能量?答案电热器:电能全部转化为内能.电动机:电能主要转化为机械能,少部分转化为内能.二、白炽灯1.白炽灯的工作原理是利用电流的热效应,使通电的金属丝温度升高,达到白热,从而发光.2.以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家,发明和改进了电灯.想一想电流通过白炽灯泡时,电能转化为什么能?答案电流通过白炽灯泡时,电能全部转化内能.一、电流的热效应及其应用1.电热和热功率电热:Q =I 2Rt .热功率:P =Q /t =I 2R ,电热器在单位时间内消耗的电能.单位:电热的国际单位是“焦耳”,符号是“J”;热功率国际单位是“瓦特”,符号“W”.2.额定功率与实际功率用电器的额定功率是指用电器在额定电压下的功率,这时用电器能安全有效地工作.当电压不符合规定条件时,用电器的功率按实际的电压和电流来计算.实际上用电器并不总是在额定电压下工作,实际功率可以小于额定功率,如果实际电压高于额定电压,实际功率会超过额定功率,容易损坏用电器甚至造成更大的危害,所以实际电压应避免超过额定电压. 3.电流热效应的应用(1)各种电热器;(2)电路中的保险丝.例1 锂电池能量密度高、绿色环保.现用充电宝为一手机锂电池(图1-6-1甲)充电,等效电路如图乙所示,充电宝的输出电压为U ,输出电流为I ,该锂电池的内阻为r ,则( )图1-6-1A.充电宝输出的电功率为UI +I 2r B.电能转化为化学能的功率为UI C.锂电池产生的热功率为I 2rD.锂电池产生的热功率为U 2r答案 C解析 充电宝的输出功率P 出=UI ,A 错误;锂电池产生的热功率P 热=I 2r ,C 正确,D 错误;电能转化为化学能的功率P =P 出-P 热=UI -I 2r ,B 错误.针对训练1 通过电阻R 的电流为I 时,在时间t 内产生的热量为Q ,若电阻为2R ,电流为I2时,则在时间t 内产生的热量为( )A.4QB.2QC.Q 2D.Q4答案 C解析 由焦耳定律得,Q =I 2Rt ,Q ′=(I2)2(2R )t =I 2R2t ,所以Q ′=Q2,只有选项C 正确.二、电功与电功率 1.电功与电功率电功:W =UIt ,其中U 、I 分别是用电器两端的电压和通过它的电流. 电功率:P =UI ,表示消耗电能的快慢.单位:电功的国际单位是“焦耳”,符号是“J”;电功率国际单位是“瓦特”,符号“W”.2.电功与电热的关系(1)在纯电阻电路中,消耗的电能全部转化为内能,故电功与电热相等,即W =Q =UIt =I 2Rt =U 2Rt .(2)在非纯电阻电路中,消耗的电能一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能,故电功大于电热,即W =UIt >Q =I 2Rt ,UIt =I 2Rt +E 其他.例2 下表是某电饭锅铭牌上的部分内容,根据表中信息可得该电饭锅的额定电流为( )电器名称 电饭锅 额定电压 0 V 额定功率 1 100 W 额定容量4.0 LA.0.2 AB.0.5 AC.2.0 AD.5.0 A答案 D解析 根据P =UI 可得I =P U =1 100A =5.0 A.故D 正确,A 、B 、C 错误.针对训练2 一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时,用欧姆表测得A 、B 间的电阻为R ;供电后,各家用电器同时使用,测得A 、B 间的电压为U ,进楼线电流为I ,如图1-6-2所示.则计算该幢居民楼用电的总功率P 为( )图1-6-2A.I 2R B.U 2RC.IUD.IU -I 2R答案 C解析 因居民楼里的用电器不全是纯电阻,所以电功率P =UI ,C 正确.电流的热效应及其应用1.如图1-6-3所示是某一电器的铭牌.从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是( )图1-6-3答案 A解析 根据铭牌读出用电器的功率为24 W ,选项中电饭锅、熨斗、电水壶都是大功率用电器,只有电风扇的功率较小,故A 正确.2.将一只“0 V,100 W”的小电动机,一台“0 V,100 W”的电视机,一把“0 V ,100 W”的电烙铁分别接到0 V 的电源上,在相同时间内,电流通过它们产生的热量最多的是( )A.电动机B.电烙铁C.电视机D.一样多答案 B解析 电动机、电视机消耗的电能没有完全用来发热,只有电烙铁消耗的电能全部转化为热量,选项B 正确.电功与电功率3.对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是( ) A.P =I 2R B.P =U 2/R C.P =UID.P =W /t答案 CD4.如图1-6-4为一种服务型机器人,其额定功率为48 W ,额定工作电压为24 V ,机器人的锂电池容量为20 A·h.则机器人( )图1-6-4A.额定工作电流为20 AB.充满电后最长工作时间为2 hC.电池充满电后总电量为7.2×104C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 答案 C解析 由P =IU 知额定电流I =P U=2 A ,选项A 错误;充满电后,锂电池容量为20 A·h,最长工作时间t =Q I=10 h ,选项B 错误;电池充满电后总电荷量Q =It =20×3 600 C=7.2×104C ,选项C 正确;以额定电流工作时每秒消耗能量W =IUt =48 J ,D 错误.(时间:60分钟)题组一、电流的热效应及其应用1.通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的( )A.欧姆B.焦耳C.安培D.法拉第答案 B2.下列用电器的工作原理是利用电流的热效应的是( )A.电烙铁B.电炉子C.电磁炉D.微波炉答案AB解析电烙铁、电炉子是电流通过电热丝而发热,是利用了电流的热效应,故A、B正确;电磁炉是利用交变电流产生交变的磁场,从而在锅体中产生涡流而发热;微波炉的工作原理是电流在微波管中产生了电磁波(微波),微波使水分子高速振荡而加热食物,所以C、D 项错误.3.电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉连接的铜导线却不那么热,这是因为( )A.通过铜导线的电流小,所以它消耗的电能也较少B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同,但铜导线散热快,所以就不那么热C.通过电炉丝的电流大,所以它消耗的电能较多D.铜导线电阻较小,所以它消耗的电能较少答案 D解析电炉丝和铜导线是串联关系,故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等,电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于:前者的电阻大,后者的电阻很小,根据电流通过电阻发热的公式Q=I2Rt,在电流相同条件下,相同的时间内,电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.因此我们看到电炉通电后,电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热.4.有三个用电器,其中一个为“0 V,60 W”的电风扇,一个为“0 V,60 W”的白炽灯,另一个是“0 V,60 W”的电热器,都在额定电压下工作相同的时间,比较这三个用电器产生的热量是( )A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电热器最多D.都一样答案 C解析三个用电器的电功率相同,工作相同的时间消耗的电能相同.电风扇把电能大部分转化为机械能,只有一小部分转化为内能;白炽灯把电能全部转化为内能,又有很少部分的内能转化为光能;电热器把电能全部转化为内能并全部以热量的形式放出.所以A 、B 、D 项错误,只有C 项正确. 题组二、电功与电功率5.两个电阻并联在同一电路中,下列说法正确的是( ) A.电阻大的发热多B.电阻小的发热多C.一样多D.无法比较答案 B6.从白炽灯上标有“0 V ,100 W”的数据中,我们可以确定(不考虑温度对电阻的影响)( )A.该电灯的额定电压为0 V ,额定功率为100 WB.给电灯加上0 V 的直流电压,通过它的电流一定为511 AC.该电灯的电阻为48.8 ΩD.该电灯在电路中发光时,它实际消耗的电功率可能不是100 W 答案 ABD解析 用电器铭牌上的数字为额定值,故选项A 正确;给电灯加上0 V 的直流电压,通过它的电流为I =P U =1000 A =511 A ,故选项B 正确;电灯的电阻根据R =U 2P得R 为484 Ω,故选项C 错误;而“0 V,100 W”为正常发光的值,当不正常发光时电功率可能小于100 W ,故选项D 正确.7.不考虑温度对电阻的影响,一个“0 V,100 W”的灯泡,下列说法正确的是( ) A.接在110 V 的线路上的功率为50 W B.接在110 V 的线路上的功率为25 W C.接在440 V 的线路上的功率为400 W D.接在55 V 的线路上的功率为6.25 W 答案 BD解析 不考虑温度对电阻的影响,电灯的电阻为定值,即R =U 20P 0=48 400100Ω=484 Ω.由P ′=U ′2R,将110 V 和55 V 分别代入求得实际功率分别为25 W 和6.25 W.而当灯两端电压为440 V 时,已超过额定电压,灯将被烧坏.8.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R ,设通过的电流相同,则(在相同时间内)下列说法正确的是( ) A.电炉和电动机的产生的电热相等 B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C.电炉两端电压小于电动机两端电压 D.电炉和电动机两端电压相等 答案 ABC解析 由Q =I 2Rt 知A 正确;由P =IU 知B 正确;对于电炉U =IR ,而电动机U >IR ,所以C 正确,D 错误.9.浙江临海括苍山风电场总装机33台,其中1号风场10台,2号风场7台,3号风场16台,总容量1.98×107W.在家电中待机能耗较大是电视机,现阶段我国平板电视保有量达到2.5亿台,平均每台待机功率为8 W.请估算括苍山风电场发电多久可供全国的平板电视待机一天( ) A.一天 B.一个月 C.一百天D.一年答案 C解析 2.5亿台电视机每天耗电E =npt 天,设括苍山风电场发电t 天可供全国的平板电视待机一天,则P 容t =npt 天,t =npt 天P 容=2.5×108×81.98×107天=100天,故应选C.10.一只电动机的电阻为0.5 Ω,正常工作时通过它的电流为20 A ,在10 s 内转化的机械能为4.2×104J ,求:在这10 s 内电流做了多少功?电动机产生的热量为多少? 答案 4.4×104J 2.0×103J解析 先计算电热,Q =I 2Rt =2.0×103J , 再根据W =Q +E 机,故W =2.0×103J +4.2×104J =4.4×104J.。
《电流的热效应》导学案
一、导入
你是否曾经观察过在电线中通过电流时,电线会发热的现象呢?这种现象就是电流的热效应。
本节课我们将进修电流的热效应,了解电流通过导体时会产生的热量,并探讨其原理和应用。
二、观点解析
1. 什么是电流的热效应?
电流通过导体时,由于导体内部存在电阻,电子在通过导体时会受到阻力,从而产生热量。
这种现象称为电流的热效应。
2. 电流的热效应的原理是什么?
当电流通过导体时,导体内部的电子会受到电场力的作用,遇到电阻时会发生碰撞,导致电子动能转化为热能,使导体发热。
3. 电流的热效应与电阻有何关系?
电流的热效应与导体的电阻成正比,即电阻越大,发热越强;电阻越小,发热越弱。
三、实验探究
1. 实验目标:观察电流通过导体时的热效应。
2. 实验材料:导线、电池、电流表、灯泡等。
3. 实验步骤:
(1)将导线毗连电池的正负极,接通电路;
(2)用电流表测量电流大小;
(3)观察导线发热情况;
(4)测量导线的温度变化。
四、拓展应用
1. 电炉、电热水壶等家用电器是利用了电流的热效应来产生热量的;
2. 电焊机利用电流的热效应来熔化金属,实现焊接。
五、思考讨论
1. 电流的热效应在生活中有哪些应用?
2. 如何通过改变导体的材料或电流大小来调节电流的热效应?
六、总结反思
通过本节课的进修,我们了解了电流的热效应的原理和应用,并进行了相关实验探究。
在今后的进修和生活中,我们将更加关注电流的热效应,探索其更多的应用领域。
第6节电流的热效应班级:姓名:学号:一、明确目标,自主学习1.学习目标1.在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律;2.能通过实验研究导体通电时发热的规律,在实验中接受实验方法的指导:控制变量的方法、比较的方法。
2. 预习内容:可以按知识体系设置,最好分层设置1、阅读教材p.19前几段,完成问题思考中的第1、2题。
2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分,完成问题思考中的第2、3、二、合作释疑,互相研讨1、白炽灯泡通电以后,一会儿就热得烫手,电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭,这说明电流通过导体后会发热,使导体的温度升高,内能增加,那么,增加的内能从何而来?这种现象叫什么?2、根据我们使用电器的经验,很容易想到,发热的多少与通电时间有关:通电时间越长,发热越多。
试猜想:导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关?可能有什么关系?3、①该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体(A和B)发热量的多少?②为了研究发热量与导体电阻的关系,必须保证其他因素相同(这叫做控制变量法),我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等?③类似的,为了研究发热量与电流大小的关系,采用了什么方法?合作探究1、分组实验:研究导体通电时发热的规律(1)实验目的_______________________________________________________。
(2)实验装置如左图所示,请在右边方框中画出实验电路图。
(3)实验步骤:(4)实验数据记录:(5)实验结论:_____________________________________________________________。
三、精心点拨,启发引导焦耳定律①焦耳定律的内容:__________________________________ _____。
②用_______表示热量,用_______表示电流,用_______表示时间,用_______表示导体的电阻。
第四节电容器班级:姓名:学号:一、明确目标,自主学习1.教学目标:1、了解电容器的功能,电容器如何工作,知道常见的电容器有哪些。
2、了解不同的电容器电容量不同,知道决定电容器电容的因素。
2.课前预习1、___________是最早出现的电容器,电容器是__________________的装置。
2、电容器是储存的装置,把电容器的两个极板分别与电源的正负极相连,两极板就带上了的电荷,从而把电荷储存在极板上,这个过程称为电容器的。
3、电容:_______________________________________,是电容器本身的一种性质。
单位:法拉,简称法(F),还有微法(μF)、皮法(pF)1F= μF= pF(法拉是较大的单位)教学过程一、电容器1、问:什么是电容器?(储存电荷的装置)2、问:现实中哪些仪器会有电容器呢?问:电容器有何应用呢?二、电容器的电容1、问:那电容如何定义呢?(我们把电荷Q和电压U的比值称之为电容C,C=Q/U2、问:国际单位制中电容的单位是什么?(法拉简称法符号F )3、问:还有哪些常用单位呢?(微法μF 、皮法pF )它们的换算关系是什么?板书设计一、电容器1、电容器:储存电荷的装置两个彼此绝缘而又互相靠近的锌体,都可以组成一个电容器二、电容器的电容1、电容:电容器的储存能力2、单位:法拉简称法符号F I μF= 10-6F 1 pF = 10-12F3、平行板电容器的电容公式:C=εS/(4πkd),ε:电介质的介电常数,S:平行板电容器的正对面积 k:静电力常数 d:平行板电容器之间的距离4、平行板电容器的电容与、和有关,正对面积越大,电容,板间距离越大,电容。
四、小结一、电容器:储存电荷的装置两个彼此绝缘而又互相靠近的锌体,都可以组成一个电容器二、电容器的电容1、电容:电容器的储存能力2、单位:法拉简称法符号F I μF= 10-6F 1 pF = 10-12F3、平行板电容器的电容公式:C=εS/(4πkd),ε:电介质的介电常数,S:平行板电容器的正对面积 k:静电力常数 d:平行板电容器之间的距离四、课后练习1、某电容器上标有“220V 300μF”, 300μF=____________F=___________pF2、在以下列举的现象中,属于静电防止的是()A、在以煤为燃烧的工厂的烟囱中加装电极除尘B、静电复印C、油罐车用铁链拖地运行D、静电喷涂3、关于电容器的电容,下列说法正确的是()A、电容器所带的电荷越多,电容就越大B、电容器两极板间的电压越高,电容就越大C、电容器所带电荷增加一倍,电容就增加一倍D、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量4、以下关于静电现象的说法中,不正确的是: ()A、穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时,常常会看见闪光并伴有轻微的“噼啪”声,这是由于摩擦起电所造成的现象B、摩擦起电产生的电压总是很低的,因此对人并不会造成伤害C、脱化纤服装时,由于摩擦起电所产生的电压可能高达几千伏以上D、脱化纤服装时,由于摩擦起电所产生的静电能量很微小,通常不会对人造成伤害5、雷雨天气,应谨防雷电. 下面哪些做法是正确的()A、雷雨天气外出时,可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨B、雷雨天气外出时,在空地上应立即蹲下,以免成为雷电的袭击目标C、雷雨天气外出时,可以在户外打手机D、在室内,如果听到打雷,应马上关好门窗,以防雷电进屋6、电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要的原因()A、灰尘的自然堆积B、玻璃具有较强的吸附灰尘的能力C、电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘D、电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第二节电场班级:姓名:学号:______一、明确目标,自主学习1. (一)知识与技能1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,知道电场是客观存在的一种特殊物质形态.2.理解电场强度的概念及其定义式,会根据电场强度的定义式进行有关的计算,知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的.3.认识电场线和电场强度,懂得用电场线、电场强度描述电场,知道匀强电场(二)过程与方法通过分析在电场中的不同点,电场力F与电荷电量q的比例关系,使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱,即电场强度的概念;知道电场叠加的一般方法。
(三)情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点:电场强度的概念及其定义式难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算2. 预习内容:可以按知识体系设置,最好分层设置A组讲出库仑定律的内容及该定律的适用条件?静电场中的电场线始于哪里,又到哪里去?B 组库仑定律提示了电荷间的相互作用规律。
两个电荷不需相互接触,就能产生相互作用,这种相互作用是靠什么传递的呢?C组是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢?电场线是不是都与点电荷的运动轨迹重合呢?二、合作释疑,互相研讨1、同一试探电荷+q 在电场中不同点受到的电场力大小、方向各不相同,且FC >FB >FA ,这能说明什么问题呢?2、用怎样的量来表示电场中不同位置的电场强弱与方向呢?刚才,试探电荷q 在不同位置受力不同,那么是否可用电场力来表示电场的强弱呢?3、继续引导:我们可以在同一位置A 引入不同电荷量的试探电荷,受力又有何结果呢?我们该用怎样的量来表示电场的强弱?4、是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢?师生共同分析:显然,不是电场本身变化了,而是不影响电场的试探电荷的电荷量。
到底用什么办法来衡量电场强弱呢?三、精心点拨,启发引导从上面分析看出:场源+Q 固定,则由它产生的电场的空间分布也固定,对于场中某确定的点,试探电荷受到的电场力F 与试探电荷的电荷量q 的比值F/q 是一个不变的量,它仅与Q 、r 有关,与检验电荷无关。
第5节电流和电源班级:姓名:学号:一、明确目标,自主学习1.学习目标了解电源在电路中的作用了解电源的发明对人类生活产生的巨大影响2. 预习内容:可以按知识体系设置,最好分层设置1、阅读教材p.16前3段,完成问题思考中的第1题。
2、阅读教材p.16电流部分,完成问题思考中的第2、3、4题。
3、阅读教材p.17电源和电动势部分,完成问题思考中的第5、6、7题。
二、合作释疑,互相研讨一、电流问:怎样才能产生电流?(电荷的定向移动)问:产生电流需要有什么样的条件呢?问:如何规定电流的方向?(规定正电荷定向移动的方向为电流的方向)问:金属中自由电荷是电子,那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系?(相反)问:导体中电流的流向如何?(在电源外部电流从正极流向负极,在内部是由负极流向正极)问:电流有强弱的不同,如何比较电流的强弱?(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)问:在国际单位制中,电流的单位是什么?(安培简称安,符号A )问:还有什么常用单位?(毫安mA 1mA=10-3A 微安μA1μA=10-6A )二、电源和电动势问:那么电源的作用是什么呢?问:从能量转化的角度看,电源的作用是什么?(三、精心点拨,启发引导1.下列哪位科学家发明最早的直流电源( )A.意大利医学教授伽伐尼 B.英国物理学家法拉第C.美国发明家爱迪生 D.意大利化学和物理学家伏打2.满足下列哪一个条件,就能产生持续电流( )A.有自由电子B.导体两端有电压C.任何物体两端有电压D.导体两端有恒定电压3.下列关于电流方向的说法中,不正确的是( )A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向C.在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D.在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同4.关于电流的下列说法中正确的是()A.因为电流有方向,所以电流是矢量B.通过导线截面的电量越多,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电量越多,导体中的电流越大D.电流强度的单位“安培”不是国际单位制中的基本单位5.常用手电筒是两节干电池串联作为电源的,与之相匹配的小灯泡的规格应是下面的哪一个(所示数据为灯泡的额定电压) ( )A.3 V B.1.5 V C.2.5 V D.3.8 V6.电动势是用来描述本身性质的物理量。
第6节电流的热效应班级:姓名:学号:一、明确目标,自主学习1.学习目标1.在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律;2.能通过实验研究导体通电时发热的规律,在实验中接受实验方法的指导:控制变量的方法、比较的方法。
2. 预习内容:可以按知识体系设置,最好分层设置1、阅读教材p.19前几段,完成问题思考中的第1、2题。
2、阅读教材P19《研究导体通电时发热的规律》的实验部分,完成问题思考中的第2、3、二、合作释疑,互相研讨1、白炽灯泡通电以后,一会儿就热得烫手,电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭,这说明电流通过导体后会发热,使导体的温度升高,内能增加,那么,增加的内能从何而来?这种现象叫什么?2、根据我们使用电器的经验,很容易想到,发热的多少与通电时间有关:通电时间越长,发热越多。
试猜想:导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关?可能有什么关系?3、①该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体(A和B)发热量的多少?②为了研究发热量与导体电阻的关系,必须保证其他因素相同(这叫做控制变量法),我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等?③类似的,为了研究发热量与电流大小的关系,采用了什么方法?合作探究1、分组实验:研究导体通电时发热的规律(1)实验目的_______________________________________________________。
(2)实验装置如左图所示,请在右边方框中画出实验电路图。
(3)实验步骤:(4)实验数据记录:(5)实验结论:_____________________________________________________________。
三、精心点拨,启发引导焦耳定律①焦耳定律的内容:__________________________________ _____。
②用_______表示热量,用_______表示电流,用_______表示时间,用_______表示导体的电阻。
则焦耳定律的表达式是_____________________。
③上式各物理量的单位分别是:__________________________________________。
④使用电炉时,发现电炉丝热得发红,但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热,为什么?3、试列举你家中有哪些电热器?它们使用多高的电压?它们的功率大约是多少?4、认识热功率。
①定义:_______________________________________________________________。
②用P表示热功率,则定义式:________________。
P的单位是____________。
③将Q=I2Rt代入定义式,得出热功率的另一个表达式______________。
④物理意义:_______________________________________________________。
5、①各种电热器和电动机、电视机等非电热器上都有铭牌,上面标明的额定功率是否等于热功率?②白炽灯是谁发明的?它的发光原理是什么?它的发光效率高么?为了节约用电,你有什么建议?③电流通过白炽灯泡时能量转化情况如何?电动机工作时的能量转化情况又如何?四、巩固训练,提升技能某电热器的电阻是10Ω,把它接在某电源上5min产生3.0×105J的热量,则电源电压是为多少?五、反思总结,构建知网一、电阻和电流的热效应1、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比 Q = I2Rt2、热功率:单位时间消耗的电能P=Q/t=I2R单位:瓦特,简称瓦,符号是w物理作业班级学号姓名 .1.通电导体发热的规律是由下列哪位物理学家总结的? ( )A.欧姆 B.焦耳 C.安培 D.法拉第2.对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 ( )A.P=I2R B.P=U2/R C.P=UI D.上面三个都适用3.对于计算热量的公式适用于所有电路的是( )A.Q=UIt B.Q=I2Rt C.Q=Pt D.Q=U2t/R4.两个电阻并联在同一电路中,下列说法正确的是 ( )A.电阻大的发热多 B.电阻小的发热多C.一样多 D.无法比较5.对于连入电路的不同灯泡而言,亮度大的灯泡是( )A.通过的电流大的灯泡 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6.在验证焦耳定律的实验中,为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是( )A.通过它们的电流和加在它们两端的电压B.通过它们的电流和它们的电阻C.通过它们的电流和通电时间D.通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间7.甲、乙两只完全相同的电炉分别接入两个电路中,工作时甲的电流是乙的2倍,下列说法正确的是( ) A.甲的热功率是乙的2倍B.甲的热功率是乙的4倍C.若乙通电时间是甲的2倍,则它们产生的热量相同D.因为甲、乙完全相同,所以功率也相同8.一个阻值为1Ω的电阻,通过它的电流为2A,则下列说法正确的是( )A.1 s内通过该电阻的电荷量为1CB.该电阻1s内的发热量为2JC.该电阻1s内的发热量为4JD.该电阻发热功率为2W9.电炉丝坏了,去掉一半后仍接在原电源上,在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为()A.1:2 B.2:1 C.4:1 D.1:410.通过电阻R的电流强度为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流强度为I/2,则在时间t内产生的热量为( )A.4Q B.2Q C.Q/2 D.Q/411.为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半,应采取下列哪些措施()A.保持电阻不变,使电流减半 B.保持电阻不变,使电压减半C.保持电炉两端电压不变,使其电阻减半 D.使电压和电阻各减半12.一只规格“220V 1000W”的电炉,求:(1)它在正常工作时的电阻;(2)如果电网电压为200V,则电炉工作时的实际功率(假设电炉电阻保持不变);(3)在220V电压下,电炉每天使用2h产生多少焦耳的热量?一个月(30天)要消耗多少度电?(1度电即1KW·h)2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能增大为原来的4倍,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的()A.向心加速度大小之比为1∶4 B.轨道半径之比为4∶1C.周期之比为4∶1 D.角速度大小之比为1∶22.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5,交流电源电压不变,电压表为理想交流电表,白炽灯和电风扇的额定电压均为220V,额定功率均为44W,只闭合开关1S时,白炽灯正常发光,则()A.白炽灯和电风扇线圈的内阻均为1100 B.交流电压表示数为44VC.再闭合开关2S,电压表示数增大D.再闭合开关2S,原线圈的输入功率变小3.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上.若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的( )A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于tD.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t4.如图甲所示,一倾角θ=30°的斜面体固定在水平地面上,一个物块与一轻弹簧相连,静止在斜面上。
现用大小为F=kt(k为常量,F、t的单位均为国际标准单位)的拉力沿斜面向,上拉轻弹簧的上端,物块受到的摩擦力f F随时间变化的关系图象如图乙所示,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,则下列判断正确的是()A.物块的质量为1.5kgB.k的值为2.5N/s3C.物块与斜面间的动摩擦因数为D.t=6s时,物块的速度大小为2.2m/s5.为了纪念物理学家对科学的贡献,许多的单位是用家的名字来命名的,在,下列单位所属于基本物理量的是A.安培B.库仑C.牛顿D.焦耳6.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷()A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能增大C.由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大7.如图所示,在同一平面内有①、②、③三根长直导线等间距的水平平行放置,通入的电流强度分别为1A,2A、1A,已知②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下,以下判断中正确的是()A.①的电流方向为a→bB.③的电流方向为f→eC.①受到安培力的合力方向竖直向上D.③受到安培力的合力方向竖直向下8.惯性制导系统的原理如图所示。
沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块,滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连。
滑块原来静止,弹簧处于自然长度。
滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。
设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为s,则这段时间内导弹的加速度()A.方向向左,大小为ks mB.方向向右,大小为ks mC.方向向右,大小为2ks mD.方向向左,大小为2ks m9.空间存在一静电场,x轴上各点电势φ随x变化的情况如图所示。
若在-x0处由静止释放一带负电的粒子,该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中,下列关于带电粒子的a-t图线,v-t图线,E k-t图线,E p-t图线正确的是()A.B.C.D.10.某天体平均密度为ρ,第一宇宙速度为v,已知万有引力恒量为G,天体可视为均匀球体,则()A.该天体半径为2 43vG πρB.该天体表面重力加速度为2 34Gv πρC.绕该天体表面附近飞行的卫星周期为3 G πρD.若考虑天体自转,则维持该天体稳定的最小自转周期为3 4G πρ二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分11.如图所示,固定的光滑斜面上有一小球,小球与竖直轻弹簧P和平行斜面的轻弹簧Q连接,小球处于静止状态,则小球所受力的个数可能是()A.2 B.3 C.4 D.512.关于固体、液体、气体和物态变化,下列说法中正确的是______________。
A.液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B.一定质量的某种理想气体状态改变时,内能必定改变C.0C︒的铁和0C︒的冰,它们的分子平均动能相同D.晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征E.扩散现象在液体和固体中都能发生,且温度越高,扩散进行得越快13.关于简谐运动,以下说法正确的是______。