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课题:——2.5焦耳定律 姓名: 班级
一:学习目标
1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区分和联系。
二:课前预习
1. 电功
⑴ 电功W:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功。
⑵ 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
⑶ 公式: ,单位:焦耳(J),1J=1V·A·s
2. 电功率
⑴ 定义: 。
⑵ 表达式: (对任何电路都适用),单位:瓦特(W),1W=1J/s
⑶ 额定功率和实际功率,灯泡的亮度是由其实际消耗的电功率打算的。
⑷留意公式 只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路不适用。
3.焦耳定律——电流热效应
⑴文字表述:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。
⑵表达式: (对任何导体都适用)
⑶留意公式 只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路不适用。
4.对于非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等的电路),电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,这时W >Q。即W=Q+E其它 或P =P 热+ P其它、UI = I2R + P其它。
三:课堂研讨
1、电功和电功率,请同学们思考下列问题:
(1)结合此模型说出电流做功实质上是怎样的?
(2)① 电场力做功的定义式是什么?
②电流的定义式是什么?
利用学过的学问,推导一下经过时间t,电流做的功。
(3)推导电功率的表达式。
(4)额定功率和实际功率
2、焦耳定律:
(1)电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,那么,电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?
①焦耳定律:
②表达式:
③热功率(单位时间内的发热量):
(2)电路中电流对导体做的功是否等于导体内产生的热量呢?
【试验】如何用小电动机验证电功率和热功率不相等?
取一个小电动机,其内阻R=1.0 Ω,把它接在如图所示的电路中。
(1)先夹住电动机轴,闭合电键,电机不转。
(2)再松开夹子,使小电机转动,算出小电机消耗的电功率和热功率,并加以比较。
工作状态
U/V
I/A
P/W
Q/W
不转动
转动
结论:
例1始终流电动机线圈内阻肯定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3 V,电流为0.3 A。松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作。求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
四:学后反思
课堂检测—2.5焦耳定律 姓名: 班级
1.关于三个公式:①P=UI ②P=I2R ③P=U2/R,下列叙述中正确的是( )
A.公式①适用于任何电路的热功率
B.公式②适用于任何电路的热功率
C.公式③任何状况下都不能用
D.公式①、②、③适用于任何电路的热功率
2.对于连入电路的不同灯泡而言,亮度大的灯泡是( )
A.通过电流大的灯泡 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
3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热肯定越多
B.W=UI适用于任何电路,而W=I2Rt=(U2/R)t只适用于纯电阻的电路
C.在不是纯电阻的电路中,UI>I2R
D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
4.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内( )
A.电炉放热与电动机放热相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
5右图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点a、b之间电阻是R,在a、b之间加上电压U,测得流过电路的电流为I,则未知电路的电功率肯定是( )
A.I2R B.U2/R
C.UI D.UI-I2R
6.如右图所示,电路电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω,电阻R1的阻值为5 Ω.当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中( )
A.干路中电流不断增大
B.R1上消耗电功率不断增大
C.R1上消耗电功率不断减小
D.R2上消耗电功率不断减小
7.如右图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3( )
A.1∶1∶1 B.4∶1∶1
C.1∶4∶4 D.1∶2∶2
课外作业—2.5焦耳定律 姓名: 班级
1.如右图所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
2.电子产品制作车间里经常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并
联,然后再接到市电上(如右图所示),下列说法正确的
是( )
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙发热较少
D.开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变
3.如右图所示,电阻R1=20 Ω,电动机绕组的阻值R2=10 Ω.当开关打开时,电流表的示数是I0=0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( )
A.I=1.5 A B.I<1.5 A
C.P=15 W D.P<15 W
4.一个标有“110 V、10 W”的灯泡,求:
(1)它的电阻;
(2)正常工作时的电流;
(3)假如接在100 V的电路中实际功率多大?
(4)接在220 V电压的电路中,它的实际功率多大?会发生什么现象?
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