人教版物理【选修3-1】学案:2.5《焦耳定律》(含答案) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 15:33:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2. 5 焦耳定律学案

课前预习学案

一、预习目标

初步了解焦耳定律,并能进行有关计算 二、预习内容

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。 三、提出疑惑

课内探究学案

一、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 二、学习过程 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=IRt是电热的计算式,可以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=IR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

2

2

U2U22

t.同理P=UI=IR=等。这时电能全部转化为内能,电功等于电热,即W=UIt=IRt=. RR2

(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=IR t(电枢的电阻生热).这里W=UIt不再等于Q=IRt,应该是W=E其他+Q

2

2

2

2(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=IR t=Ut;

R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=IRt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? 三、反思总结

四、当堂检测

1. 用电器两端电压220V,这意味着(

)

2

A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220J B.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量 C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220W D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J

2. 一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化),则有( A.灯泡的实际功率为50W B.灯泡的实际功率为25W C.通过灯泡的电流为额定电流的

)

1 21 4D.通过灯泡的电流为额定电流的

3.下图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,100W”;电灯L3、L4都标有“220V,40W”.将A、B两端接入电源,最暗的灯是 ( )

A.L1 B.L2 C.L3 D.L4

4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正

常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙,可以断定( )

A.P甲〉P乙 B.P甲〈P乙 C.P甲=P乙

D.无法确定

5. 输电线总电阻为r,输送的电功率是P,送电电压为U,则用户得到的功率为() A.P

P2 B.P?()r

UU2C.P?

r2

D.(P2)r U6.一个直流电动机所加电压为U,电流为 I,线圈内阻为 R,当它工作时,下述说法中错误的是 ( ) A.电动机的输出功率为U/R B.电动机的发热功率为IR C.电动机的输出功率为IU-IR D.电动机的功率可写作IU=IR=U/R

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

(1)电动机正常工作时的输出功率 ;

(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)

8.某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?

9.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V的电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?

课后练习与提高

1.关于电功,下列说法中正确的有( A.电功的实质是电场力所做的功 B.电功是电能转化为内能

C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度 D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等

2. 一盏电灯直接接在恒定的电源上,其功率为100W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9W,那么此时电灯实际消耗的电功率将( )

A.大于91W

B.小于91W

C.等于91W

D.条件不足,无法确定

所示的方式连接时,各自消耗的实际功率相同,则

)

2

2

22

3. A、B、C三个灯泡如图PA:PB:PC为( )