2.8 焦耳定律　电路中的能量转化（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册配套教参（教科版）

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出原电压表表盘示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________ V、内阻r＝________Ω。 解析：(1)改装电压表时，其内阻值要准确告知，所以排除A、B而选C；再由闭合电路欧姆定律可知U＝(RV＋R串)，代入数据得R串＝6 kΩ。 (2)电路图如图所示： (3)改装后的电压表量程为0～9 V，当电压表示数为1.50 V和2.00 V时，电阻箱两端的实际电压为4.5 V和6 V，根据闭合电路欧姆定律可得＝，将U1＝4.5 V、R1＝15.0 Ω及U2＝6 V、R2＝40.0 Ω代入上式解得E＝7.5 V、r＝10 Ω。 答案：(1)C　6　(2)图见解析　(3)7.5　10 8　焦耳定律　电路中的能量转化 新课程标准 学业质量目标 1.理解电功、电功率及焦耳定律。 2.能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 合格性考试 1.对电功、电功率的概念有初步的了解；能够用焦耳定律解释一些自然现象，并将其应用在生活中。(物理观念) 2.会区分纯电阻电路和非纯电阻电路，并在生活中找到相应的例子。(科学态度与责任) 3.了解科学技术与社会环境的关系，具有节约能源的意识，培养自觉保护环境的行为习惯。(科学态度与责任) 选择性考试 1.深入理解电功和电功率的概念；知道焦耳定律的物理意义；了解纯电阻电路和非纯电阻电路中的能量转化；从能量转化和能量守恒的角度理解电功和电热的区别。(科学思维) 2.能从能量转化角度推导焦耳定律；关注焦耳定律在生产、生活中的应用。(科学思维) 授课提示：对应学生用书第68页 一、电功　电功率 1．电功 (1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力所做的功。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，符号为J。 (4)意义：电功是电能转化为其他形式的能的量度，即电功是多少就有多少电能转化为其他形式的能。 2．电功率 (1)定义：电流所做的功W与做这些功所用时间t的比叫作电功率，数值上等于单位时间内电流所做的功。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，符号：W,1 W＝1 J/s。 (4)物理意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 热功率 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的二次方成正比、跟导体的电阻R成正比、跟通电时间t成正比。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 (3)焦耳热：电流通过电阻而产生的热称为焦耳热。 2．热功率 (1)定义：电流通过电阻所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比叫作热功率；数值上等于单位时间内电流通过电阻所产生的热量。 (2)表达式：P热＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 (4)在非纯电阻电路(外电路消耗的电能没有全部转化为内能)中，电功率的公式为P电＝UI， 热功率的公式仍然为P热＝I2R，此时P电大于P热。 三、电路中的能量转化 1．外电路的能量转化 (1)外电路为纯电阻电路：P电＝P热。 (2)外电路为非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他。 2．闭合电路中的能量转化 (1)表达式：IE＝IU＋I2r。 (2)物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE，等于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和。 (3)特例：当外电路短路时，路端电压U等于零，电源释放的能量全部转化为内电路的内能，若电源内阻很小，则短路电流很大，可能造成电源损坏或引起火灾，故绝不可以让电源短路。 授课提示：对应学生用书第68页 知识点一　电功和电功率 [情景探究]　将额定电压均为1.5 V，额定功率分别为0.3 W和0.5 W的小灯泡A、B串联起来接在电压为U的电源上，两灯泡均发光。 (1)A、B两灯泡的电压能否同时达到额定电压？ 提示：不能。 (2)A、B两灯泡中，哪个灯泡更亮一些？ 提示：由R＝可知，RA＞RB，两灯泡串联时，由P＝I2R可知，PA＞PB，故A灯更亮一些。 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。 2．对电功率的理解 (1)电功率P＝＝UI对任何电路都适用。 (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作所消耗的功率。 ②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率。 [典例1]　一根电阻丝，在通过2 C的电荷量时电功为8 J，若在相同的时间内通过4 C的电荷量，求此时电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少。 [思路点拨] →→→ [