高中物理2.5焦耳定律导学案新人教版选修.doc

版权所有，侵权必究！

第二章 恒定电流

第5节 焦耳定律

【学习目标】
1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。

2．了解电功和电热的关系。公式 Q=I2Rt（P=I2R） Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。 、

3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4． 能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

5．通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
【重点、难点】
重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
预习案
【自主学习】

1． 通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移
动的电荷做功吗？
2． 想想议议：小明乘着妈妈外出时不做作业而偷俞看电视，妈妈回来前才关掉电视假装做
作业。然而这些被聪明的妈妈发现了，你们知道妈妈是怎样知道小明在家偷看电视的
吗？
3.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：
【学始于疑】
探究案

【合作探究一】
1.家用电器中哪些利电流的热效应来工作的?比一比,看谁知道的最多。
2. 思考讨论：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得
发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？
3.对于一个确定的电阻其发热功率与电压、电流会不会有关系呢？
4.可以用怎样的实验方法来探究你的猜测是否正确？
归纳总结
【合作探究二】理论探究

问题 1：

电场力对电荷做功的公式？电量与电流的关系？功与功率的关系？

问题 2：电流做功的公式？电流做功功率公式？

问题 3：如果不知道电路中的电压但是知道电阻，则公式应该是？成立的条件是什么？
问题 4：纯电阻电路，电流做功将电能全部转化为内能，所以该公式可以求电热，那么非纯
电阻情况下，你能否推导出该公式？

1页

版权所有，侵权必究！

归纳总结：
【课堂小结/本节知识网络】

试分析两种电路并填下表：

纯电阻电路 非纯电阻电路
电路中只有电阻元件，例如：电 除电阻外还包括能把电能转化为其他形
元件特点
阻、电炉丝、白炽灯 式能的用电器，例如：电动机、电解槽
电流、电压、 不遵循欧姆定律

电阻三者的关
系
遵循欧姆定律
I =U
R

由UIt = I 2Rt +W其它 知U > IR

电流做功全部转化为内能 全部 （
能量转化形式 电流做功转化为内能和其他形式的能
用来发热）

可应用的公式 即 UIt= = 即W = +W其他

【思考】

某电动机内部线圈内阻为 r，在正常工作时电压为U1 ，测得通过电动机的电流为 I1 ， 1） （
则电路中电流做功的电功率为 ，电动机线圈产生的热功率为 ，
电动机对外做功的输出功率为 ；
（2）经 过 时 间 t 消 耗 的 电 能 为 ，电动机内部线圈产生的热量
为 ，
电动机对外做功为 .
【当堂检测】
1．微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为 1 Ω，当加在它两端的电压为 2.0 V 时，电流
为 0.8 A，且能正常工作．
(1)求它的额定输入功率多大？
(2)工作时由导线发热损失的功率多大？
(3)它的最大输出功率多大？
2．如右图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻 r＝0.8 Ω，电
路中另一电阻 R＝10 Ω，直流电压 U＝160 V，电压表示数 UV＝110 V．试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)电动机的内阻 r 的发热功率；
(4)若电动机以 v＝1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g
取 10 m/s2)
【课后巩固】
1．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 r。设通过它们的电流相同（电动
机正常运转），则在相同的时间内 [ ]
A．电炉和电动机产生的电热相等
B．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C．电炉两端电压小 于电动机两端电压

2页

版权所有，侵权必究！

D．电炉和电动机两端电压相等
2．在电动机正常工作时，每秒钟内电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说
法中正确的是 [ ] A．电功等于电热
B．电功等于电热的 0.24 倍
C．电功等于电动机输出的机械功
D．电热仅为电功的一部分
3．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）
4. 在研究微型电动机的性能时，可采用如下图所示的实验电路．当调节滑动变阻器 R，使
电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.5 A 和 1.0 V；重新调节 R，使电动机
恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 15.0 V．求：
(1)这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．
(2)电动机的正常工作状态是匀速提升一个 2 kg 的物体，该物体竖直上升的速度多大？

(g＝10 m/s2)
【答案】

自主学习：
1.做功
2. 电视机工作时发热温度高
3. 电炉子等电热器：电能转化为内能；电动机：电能转化为机械能和内能 ； 给电池充
电：电能转化为化学能和内能
【合作探究一】
1.电饭锅、电炉子、白炽灯、电热毯、电吹风、电烙铁、电熨斗等
2. 电阻
3.电流、电压越大，发热功率越大
4.设计实验： ①电热 Q 同时与多个因素有关，探究时我们应采用_控制变量法。
【合作探究二】理论探究
问题 1：W= qU ：q= It W= Pt

问题 2：

问题 3：
问题 4：不能
归纳总结：
探究一个新的问题，可以从理论上去探究，也可以用实验来探究，这是物理学的两种重要研
究方法
当堂检测: 1.

3页