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焦耳定律
课堂同步
1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）
A．4Q B．2Q C． Q/2 D． Q/4
2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（ ）
A．Q=UIt B．Q=I2Rt C．Q=RU2t D．W=Pt
3．一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机工作时( ).
A．每秒消耗10kw电能 B．每秒对外做10kw功
C．每秒消耗10kJ电能 D．每秒对外做10kJ功
4.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是( ).
A．电动机消耗的电能为UIt B．电动机消耗的电能为I2Rt
C．电动机线圈产生的热量为I2Rt D．电动机线圈产生的热量为U2t/R
5．一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min，则电流做功________J.
6．一个用电器上标有“2kΩ，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为________V，这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为________W.
7．三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是________V，并联时允许通过的最大总电流是________A.
8.一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A，电动机正常工作10 min，求
（1）消耗的电能.（2）产生的热量.（3）输出的机械能.
课后巩固
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 2019-3-15 高中 物理 焦耳定律 计算题
（考试总分：100 分 考试时间： 120 分钟）
一、 计算题 （本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）
1、在5s时间内通过某一导体横截面的电量是10C，则通过该导体的电流强度多大？如该导体的电阻为4Ω，则电流做功多少？
2、一个阻值为5Ω的定值电阻，通过的电流恒为2A，求：
（1）定值电阻两端电压U；
（2）在1分钟内电阻产生的热量Q。
3、一段阻值为4Ω的电阻丝连入电压为10 V的电路中，求：
(1)电阻丝的热功率。
(2)1分钟内该电阻丝产生的热量。
4、小明同学家有一台微电脑控制的电热水壶，如图17所示。该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开。小明观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清，其他铭牌标记均清晰(如表所示)；烧水前他关掉家里其他用电器，只接通电热水壶，小电动机开始额定电压下用5s时间将水从桶中提升了80cm加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动断开电路停止工作。小明还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000revs/(kW·h)的电能表在30s内转盘转了50转。（g=10N/kg，ρ水= 1.0×103kg/m3 ， c水=4.2×103J/(kg•℃)）
求：
（1）小电动机提升水的工作效率
（2）电热水壶的额定加热功率;
（3）若电热水壶的加热效率为80%，则烧开该壶水所需的时间。
5、如图，已知E =8V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0-10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率
6、如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5Ω，电键S1始终闭合。当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求：
高中物理教学课例《焦耳定律》教学设计及总结反思
学科 高中物理
教学课例名称 《焦耳定律》
教材分析 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。
教学目标 （1）理解电功和电能转化的关系，掌握电功、电功率的概念与计算。
（2）知道焦耳定律的物理意义，学会计算导体的电热与热动率。。
（3）从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻和非纯电阻电路。
学生学习能力分析 本课授课的对象是高二学生，对于电功和电热的计算公式，学生在初中就学过，但是之前都是在研究纯电阻电路，学生用公式时不存在问题。本节课区别纯电阻和非纯电阻电路，计算电功和电热，电功率和热功率公式不能通用，避免学生混淆公式。
教学策略选择与设计 目标教学法、讲授法、讨论法、提问法
教学过程 1.展示学习目标
2.情景导入：请同学们列举出一些对我们的息息相关的用电器，说说能量转化情况。（提问部分同学）展
示一部分用电器的照片，并分析：“A电流流过电炉、电熨斗B电流流过电解槽C电流流过电风扇、电动机、电吹风”在工作时的能量转化情况。提出思考“电能是通过什么途径转化为其它形式能的？”学生答：“做功”，从而引入本节的主要教学内容。
3.强调（1）电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。
（2）电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的
能，即电功是电能转化为其他形式的能的量度．
4.提问：“电流做功的多少与什么有关呢？”带着这个问题进行下面的学习。老师讲：“电流做功本质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功”，然后进行推导：一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I。在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q为：q=It
在这个过程中电场力做的功为：W=qU
将q代入得：W=UIt
在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。
焦耳定律教学设计
一、教材分析
1．教材的地位、作用和特点 焦耳定律是高二物理人教版选修3-1第二章第五节的内容，是电学中重要的物理定律，它主要是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中的地位举足轻重。在初中电学中，学生已经接触了影响电热的因素，这为过渡到本节起到了铺垫作用，本节内容是从电功、电功率，热功、热功率和焦耳定律出发，从电场力做功和能量转化这个更高的视角来理解焦耳定律，本节知识紧密联系生活实际，如利用电流热效应制造家用电器，如电烙铁，电烤箱等。短路时，电源释放的能量全部在内电路中转化成为内能，可能造成电源损坏甚至引起火灾，所以，这不仅是物理知识的传授，更是体现了“物理来源于生活，应用于生活”的本质。
2．教学目标
（1）知识与技能
① 理解电功和电功率的概念及公式，能进行有关的计算。
② 理解焦耳定律，能进行有关的计算。
③ 知道电功和电热的区别和联系。
④ 掌握纯电阻电路和非纯电阻电路的特点
（2）过程与方法 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。
（3）情感态度与价值观 通过本节课教学，让学生进一步体会能量守恒定律的普遍性。
3．重点与难点
重点：电功及电热的概念及应用。
难点：区分纯电阻电路与非纯电阻电路。
二、说教法：
（1）学情分析 高二学生思维方式应逐步由形象思维向抽象思维过渡，但学生基础较差，因此在教学中联系生活实际，以便学生理解。学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，是学习后续知识的基础。
（2）1.自主学习，让学生联系前面所学的知识，推导出电功率的表达式，培养学生自主学习和搜集处理知识的能力
