2.5 焦耳定律 导学案 -2023-2024学年高二上学期物理人教版选修3-1

山东省聊城第三中学 高二（理）物理导学案 学生：______________ 班级：_________ 编写： 审核： 时间：2023年10月22日 编号：26 第五节 焦耳定律 【学习目标】 1．理解电功及电功的公式，能利用公式进行有关计算 2．理解电流做功的实质上是电场力对电荷做功，并转化为其他形式能 3．理解电功率的概念、公式以及电功率和热功率的区别和联系 【重点难点】 电功和电热之间的区别和联系 【预习导航】 一、电功 问题情景：电路中某一用电器两端的电压为U，通过用电器的电流为I,通电时间为t.求： 通过用电器的电荷量 电场力对定向运动电荷做的功 用电器消耗的电能 用电器的耗电功率 二、纯电阻元件和非纯电阻元件 1. 纯电阻元件：电流通过用电器消耗的电能全部转化为内能（热） 例如：电炉、 2.非纯电阻元件：电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。 例如：电动机、 三、焦耳定律 1、内容： 2、表达式： 3、 热功率表达式： 4、 适用范围： 【课堂探究】 问题探究1：纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 两种电路 比较内容　　 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 是否服从欧姆定律 能量转化 问题探究2：.电功与电热的比较 电路中某一用电器两端的电压为U，通过用电器的电流为I,电阻为R, 通电时间为t. 电功W 电热Q W和Q的关系 总功率P 热功率PQ P 和PQ的关系 U、R、I的关系 纯电阻元件 非纯电阻元件 【典型例题】 例1、 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ 例2、一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。 　　 【课堂达标】 1、下列求解电热的公式中，对所有电路均适用的是(　　) A．Q＝UIt B．Q＝I2Rt C．Q＝t D．W＝Pt 2、一台电动机的输出功率是10 kW，这表明该电动机工作时(　　) A．每秒消耗10 kW电能 B．每秒对外做10 kW功 C．每秒消耗10 kJ电能 D．每秒对外做10 kJ功 3、电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是(　　) A．电动机消耗的电能为UIt B．电动机消耗的电能为I2Rt C．电动机线圈产生的热量为I2Rt D．电动机线圈产生的热量为t 4、一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是 （ ） A．电动机的输出功率为U2／R B．电动机的发热功率为I2R C．电动机的输出功率为IU-I2R D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R 5、有一个直流电动机，把它接入0.2V电压