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2019-2020年高中物理
2.6焦耳定律学案教科版选修3-1【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了解公式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【学习重点】区别并掌握电功和电热的计算【学习难点】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【教学过程】
一、电功和电功率1.电功电流做功,就是导体中的______________对______________的静电力在做功,驱动自由电荷做定向移动,其结果是电荷的__________减少,而其他形式的能增加.电流做的功简称电功.计算公式用W表示电功,计算公式为________,表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电流I、通电时间t三者的乘积.国际单位制中的单位是________,其他单位还有千瓦时kW·h,也叫度.2.电功率单位时间内电流所做的功叫做________.定义式为P=计算公式________,表示电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积.国际单位制中的单位是________,其他单位还有千瓦kW.
二、焦耳定律1.焦耳定律电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比,跟导体的______________成正比,这一规律叫做焦耳定律.公式表示为________.2.热功率单位时间内的发热量通常称为热功率,定义式为P=计算公式为________.3.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________.4.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了转化为内能外,还转化为__________或________.例1.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是A.Q=UItB.Q=I2RtC.Q=tD.W=Pt例2.通过电阻R的电流为I时,在时间t内产生的热量为Q;若电阻为2R,电流为时,则在时间t内产生的热量为A.4QB.2QC.D.例3.在研究微型电动机的性能时,可采用图示的实验电路.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
0.5A和
1.0V;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
2.0A和
15.0V.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是A.电动机的输出功率为8WB.电动机的输出功率为30WC.电动机的内电阻为2ΩD.电动机的内电阻为
7.5Ω例4如图所示,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻R0=2Ω当开关S闭合,S1断开时,电阻R1消耗的电功率为
2.88W;当开关S、S1都闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,若电源的电动势为6V求开关S、S1都闭合时电动机输出的机械功率是多少?
三、闭合电路的有关功率1电源的总功率电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率
①任意电路P总=EI=U外I+U内I=P出+P内
②纯电阻电路P总=I2R+r=E2/R+r2电源内阻消耗的功率P内=I2r=U内I=P总-P出3电源的输出功率、外电路消耗的功率
①任意电路P出=UI=EI-I2r=P总-P内
②纯电阻电路P出=I2R==由上式可以看出1当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=2当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小3当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大4当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1·R2=r25P出与R的关系如图所示4.电源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%例5如图所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是()A.4W、8WB.2W、4WC.4W、6WD.2W、3W例6如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率及I=2A对应的外电阻是 A.2W
0.5ΩB.4W2ΩC.2W1ΩD.6W2Ω例7如图所示的直流电路中,电源电动势为,内阻为r,外电路中,电阻R1=r,滑动变阻器的全部电阻为R2=2r,滑动片从a端向b端滑动过程中,哪种说法正确? [ ]A.电源的转化功率逐渐增大B.电源内部的热功率逐渐增大C.电源的输出功率逐渐减小D.R2上得到的功率逐渐减小例8如图所示,电源电动势=5V,内阻r=10Ω,R0=90Ω,R为滑动变阻器,最大阻值为400Ω,以下说法正确的是[ ]A.R的阻值为0时,R0消耗的电功率最大B.R的阻值为400Ω时,电源的路端电压最大C.R的阻值为100Ω时,R消耗的电功率最大D.R0上消耗的电功率最小值是9×10-2W【课堂练习】课本P练习与评价【布置作业】《功到自然成》第6课时答案:例题
1.B例题
2.C例题
3.C例题
4.
1.5W例题
5.C例题
6.A例题
7.ABD例题
8.ABCMSS1R1Er。