第五节焦耳定律2011-10-22
单县五中高二物理组编主编:郭传峰郭勇审订:刘国立徐红梅校对:仪传文
班级________________姓名_______________ 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
重点:焦耳定律内容难点:电功和电热之间的联系和区别
【自主学习】
1.能量转化电炉通电时,能转化为能;电动机通电时,能转化为能;蓄电池充电时,
能转化为能;电能转化成其他形式能的过程就是的过程,电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。
2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动,结果电荷的电势能,其他形式的能。电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。计算式为W= 。
3.电功率电流做的功叫电功率。用表示电功率,表达式为P= 。
电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。
4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的电阻及通电时间成。这个关系最初是由实验得到的。
5.表达式 Q= 。
6.热功率的发热量通常称为热功率,表达式为P= 。
【课堂探究】
探究一:电功和电功率
阅读教材53页电功和电功率,回答以下问题:
问题1:电功的实质是什么?课本是如何推导出电功的表达式的?
问题2:电功率及其物理意义是什么?
探究二:焦耳定律
阅读教材53-54页焦耳定律,回答以下问题:
问题3:什么是电流的热效应?
探究三:电功率和热功率的比较
问题4:在纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间有什么样的关系?
•【例1】将A、B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是(
•若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮
•B、若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮
•C、若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮
•D、若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮
问题5:在非纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间又是什么样的关系?
•例2.电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机没有转动.当加上3 V电压时,电流为1 A,这时候电动机正常工作,求电动机正常工作时,产生的机械功率和发热功率.
•【例3】额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8,正常工作时,电动机每秒放出的热量为为1280J,则电动机正常工作时的电流强度为多大?每秒有多少焦的电能转化成机械能?
•【例4】某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动。电动机的最大输出功率为4.9kW,不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同,则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少?(设人的平均质量为60kg,g=10m/s2
【课堂练习】
一、选择题:
1、在下列用电器中,那些属于纯电阻用电器:(A
A、电扇和电吹风
B、白炽灯、电烙铁和电热毯
C、洗衣机和电冰箱
D、电解槽
2、关于电功,下列说法中正确的有:(AB
A、电功的实质是电场力所做的功
B、电功是电能转化为其他形式能量的量度
C、电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
D、电流通过电动机时的电功率和热功率相等
3、在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是(BC
A、在任何电路中,电功UIt=I2Rt
B、在任何电路中,电功为UIt,电热为I2Rt
C、在纯电阻电路中,UIt=I2Rt
D、在非纯电阻电路中,UIt≥I2Rt
4、若A灯标有“220V 60W”,B灯标有“220V 100W”,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是(AD
A、当通过两灯的电流相等时,A灯比B灯亮
B、当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮
C、当加在两灯的电压相等时,A灯比B灯亮
D、当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮
5、为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半,可行的办法是(D
A、使通过它的电流减半
B、使两端的电压减半
C、使电炉的电阻减半
D、使它两端的电压和电阻均减半
6、有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡把灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是( C
A、灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮
B、灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗
C、灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变亮
D、灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P= U2/R,电灯变暗
三、计算题:
7、某滑动变阻器上标有“20Ω、0.2A”的字样,现将固定端A和滑动
端P接在3V的电源上,并保持电压不变,如图所示。在P由B端向
A端移动的过程中,AP端电阻允许消耗的最大功率是多少?这时AP
段的电阻多大?(0.6w 15Ω
8、一个标有“110V、10W”的灯泡,求:
⑴它的电阻;1210
⑵正常工作时的电流;0.09A
⑶如果接在100V的电路中实际功率多大?8.3W
⑷接在220V电压的电路中,它的实际功率多大?会发生什么现象?40W灯丝立即烧断
9、一台直流电动机的额定电压为U=110V,电枢的电阻R=0.5Ω,当它正常工作时通过的电流I=20A,若电动机正常运转时间t=1分钟。求:
⑴电流所做的功; 1.32×105J
⑵电枢上产生的热量; 1.2×104J
