2012高中物理 2.5 焦耳定律学案 新人教版选修3-1

2.5 焦耳定律 学案（人教版选修3-1）

一、电功和电功率

1．电功：电流做功，就是导体中的______________对______________的静电力在做功，驱动自由电荷做定向移动，其结果是电荷的__________减少，而其他形式的能增加．电流做的功简称电功．

计算公式：用W表示电功，计算公式为：________，表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电流I、通电时间t三者的乘积．

国际单位制中的单位是：________，其他单位还有：千瓦时(kW·h)，也叫度．

W

2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做________．定义式为：P

t

计算公式：________，表示电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积．

国际单位制中的单位是：________，其他单位还有：千瓦(kW)． 二、焦耳定律

1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比，跟导体的______________成正比，这一规律叫做焦耳定律． 公式表示为：________.

Q

2．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，定义式为：P＝t

计算公式为：________.

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________． 4．非纯电阻电路：含有__________或__________的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为__________或

________.

一、电功和电功率 [问题情境]

在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹凉风、暖风和热风．你知道如何计算它们消耗的电能吗？ 1．电流做功的实质是什么？

2．设加在一段电路两端的电压为U，流过电路的电流为I，试推导电流做功的表达式．

[要点提炼]

1．电功的计算式：______________. 2．电功率的计算式：____________. 二、焦耳定律 [问题情境]

随着家用电器的增多，特别是空调，电热器等大功率用电器的使用，引发的火灾事故越来越多．据统计很大一部分火灾的事故原因是导线、插座或开关等元件温度升高而导致的．电流通过导体为什么会发热，产生的热量与哪些因素有关呢？ 1．什么样的电路是纯电阻电路？

2．电功和电热相等吗？

[要点提炼]

1．焦耳定律的表达式：____________. 2．电功与电热的关系：纯电阻电路中：________________ 非纯电阻电路中：

_______.

例1 一根电阻丝，在通过2 C的电荷量时电功为8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，求电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少？

变式训练1 有四盏灯，接入如图1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1

A．L1 B．L2 C．L3 D．L4

例2 有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A．若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.

(1)求电动机正常工作时的输出功率．

(2)若在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？

变式训练2 某吸尘器中的电动机线圈电阻为1 Ω，接在220 V的直流电压下，工作电流为1 A，则吸尘器消耗的电功率为________；发热损耗的功率为________；转化为机械能的功率为________． 【即学即练】

I

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2R2

则在时间t内产生的热量为( )

QQ

A．4Q B．2Q C. D.

24

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

2U

C．Q＝D．W＝Pt

R

3．一台电动机的输出功率是10 kW，这表明该电动机工作时( ) A．每秒消耗10 kW电能 B．每秒对外做10 kW功 C．每秒消耗10 kJ电能 D．每秒对外做10 kJ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

2Ut

D．电动机线圈产生的热量为

R