步步高学案导学 2013-2014学年高中物理人教版选修3-1 第二章 6

《步步高 学案导学》2013-2014学年高中物理人教版(选修3-1)同步课件 第二章 恒定电流 同步课件 6

学案6

学案 6 焦耳定律本 学 案 栏 目 开 关

[学习目标定位] 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.弄清电功与电热、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.

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本 学 案 栏 目 开 关

1. 电荷量为 q 的电荷在静电力作用下从电场中的 A 点移到 B 点，已知 A、B 两点间的电势差为 U,则静电力做功为

U 2.部分电路的欧姆定律表达式为 I=______. R 3.电流做功的过程即为能量转化的过程，转化过程中能量守恒.

qU W=______.

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4.如果电路左右两端的电势差是 U,在电荷 q 从左端移到 qU 右端的过程中.静电力做的功是 W=_____,把 q=It 代本 IUt 入得 W=______,这表示，电流在一段电路中所做的功 学 案 电流I 等于这段电路两端的电压 U、电路中的________、通过 栏 乘积 目 时间 t 三者的______. 开 关 5.单位时间内电流所做的功叫做__________.用________ P 电功率

W IU t 表示电功率， 则有 P=________, 进而得到 P=________,单位：瓦特(W).

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纯电阻 6. 只含白炽灯、 电炉等电学元件的电路是________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 ______.电流在这段电路中做的功 W 就等于这段电路发本 学 案 栏 目 开 关

出的热量 Q,即 Q=______=________. W IUt 7.由欧姆定律 U=IR 代入 Q=IUt 后可得热量 Q 的表达式

电流的二次方 I2Rt 即电流通过导体产生的热量跟____________ Q=______,成正比，跟导体的________及____________成正比.这 电阻 通电时间 个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做

焦耳定律 ________.8.单位时间内的发热量通常称为热功率，其表达式为：P= ______. I2 R

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一、电功和电功率 [问题设计] 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，像电吹风可以吹暖风和 热风.它们都是通过电流做功把电能转化为热能的. (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,通过电路的电流为 I,试推导 t 时间内电流做功的表达式.

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答案本 学 案 栏 目 开 关

(1)因电流是自由电荷在静电力作用下定向移动形成

的，电流做功实质上是导体中恒定电场对自由电荷的静电力 做功.(2)t 时间内通过电路的总电荷量 q=It,静电力移动电荷做功 W=qU,故 t 时间内电流做功 W=UIt.

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[要点提炼]本 学 案 栏 目 开 关

1.电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端

的电压 U、 电路中的电流 I、通电时间 t 三者的乘积，公式为 W= _____. UIt 2.电功率的表达式为 P=_____,反映了电流做功的快慢. UI

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学习·探究区二、焦耳定律 [问题设计]

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1.某同学家中有一只电炉，电阻为 50 Ω,试计算该电炉接本 学 案 栏 目 开 关

到 220 V 电源上在 100 秒的时间内消耗的电能和产生的 热量.

U 答案 I= R

U U2 W=UIt=U· · t= t=96 800 J R R Q=W=96 800 J.

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2.某同学家中有一电风扇，电阻为 80 Ω,当加上 220 V 的 电压时电流为 0.25 A,试计算该风扇工作 100 秒时间消本 学 案 栏 目 开 关

耗的电能和产生的热量.

答案

W=UIt=5 500 J

Q=I2Rt=500 J

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3.通过上面的计算比较消耗的电能和产生的热量之间的关 系.

答案 电炉消耗的电能和产生的热量相等.本 学 案 栏 目 开 关

风扇消耗的电能和产生的热量不相等.

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[要点提炼]

UIt 1.电功的计算公式为 W=_____,电功率的计算公式为 P=本 学 案 栏 目 开 关

UI ____. I2Rt 电热的计算公式为 Q=______(焦耳定律), 热功率的计算

I2 R 公式为 P 热=______.2.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

电动机 电解槽 3.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

机械能 化学能 了转化为内能外，还转化为________或________.

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U2 4.纯电阻电路中：W=Q=UIt=I2Rt= t R U2 P=P 热=UI=I2R= R 非纯电阻电路中：W=UIt>Q=I2Rt P=UI>P 热=I2R

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例 1 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 (本 学 案 栏 目 开 关

)

A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一 定越多 U2 B.W=UIt 适用于任何电路，而 W=I Rt= t 只适用于 R2

纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UI>I2R D.焦耳热 Q=I2Rt 适用于任何电路

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W 解析 电功率公式 P= , 表示电功率越大， 电流做功越快. 对 t P P 2 于一段电路，有 P=IU,I= ,焦耳热 Q=( ) Rt,可见 Q 与 U U本 学 案 栏 目 开 关

P、U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错. U W=UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I= 只适用于 R 纯电阻电路，B 对. 在非纯电阻电路中，电流做的功=焦耳热+其他形式的能，所 以 W>Q,即 UI>I2R,C 对.Q=I2Rt …… 此处隐藏：2963字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……