8.2 电功 电热 电功率 教案 -2023-2024学年高二上学期（中职）物理高教版《技术物理 上册》

8-2 电功 电热 电功率 一、教学目标 1．理解电功、电功率的概念、公式、物理意义。 2．了解实际功率、额定功率及电功和电热的关系。。 二、教学重点难点 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：电能与其他形式能的转化关系。 三、教学器材 计算机、投影仪、数字展示仪。 四、教学建议 教法建议 讲授法、讨论法、比值定义法、控制变量实验法。 教学设计方案 （一）引入新课 我们每个家庭都装一个电表（如图1所示），每个月都要依据上面的数字向供电公司交纳电费。你知道这个电表测量的是什么吗？你能根据自己家中各个用电器的额定参数和使用情况估计出家中每个月的用电量吗？ 图1 电能表 （二）课程内容 1．电功 在导体的两端加上电压，导体内就形成了电场。导体内的电荷在电场力的作用下发生定向移动。因此电场力做了功，这个功也称为电流做的功，简称电功。 设加在一段导体两端的电压为 U，通过的电流为I ，在时间t 内通过这段导体任一横截面的电荷量为，则电场力所做的功为 如果电路是纯电阻电路，电能完全转化为热力学能，电功的公式可写成 电功的单位：焦耳（J） 1 J=1 V·A·s 千瓦特小时（kW·ｈ） １kW·ｈ＝3.6×106 Ｊ 电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。在转化过程中，能量守恒。即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 2．电功率 电流所做的功W 与完成这些功所用时间t 的比值称为电功率。 如果电路是纯电阻电路，电能完全转化为电路的热力学能，电功率的公式可写成 电功率的单位：瓦特（W） 1 W=1 J/s 用电器在额定电压下工作的功率，称为额定功率，它是用电器正常工作时的最大功率。 用电器在实际电压下工作的功率，是实际功率。实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。 3．焦耳定律 焦耳定律 电流通过导体时产生的热量 Q 等于电流 I 的二次方、导体的电阻 R 及通电时间t 三者的乘积。 注意：只有在纯电阻电路中，焦耳热才等于电功，即Q =W 。 如果电路中含有非纯电阻性的负载（如电动机或电解槽等），电能除了转化为热力学能外，往往更多地转化为其他形式的能量（如机械能、化学能等），这时用W =UIt 来计算电功，用Q =IRt 来计算焦耳热。且W >Q 。 例题 额定电压是110 V的一台电动机，绕线电阻为0.4 ，在正常工作时，通过的电流为10 A，求电动机每秒产生的热量和消耗的电能。 解 已知U=110 V，R=0.4 ，I=10 A，t=1 s 根据焦耳定律，电阻上产生的热量为 Q 电动机消耗的电能为 =110×10×1 J=1 100 J 可见，电动机消耗的电能远大于产生的热量。 （三）小结 1．电功的定义、公式、单位、实质。 2．电功率的定义、公式、单位，额定功率、实际功率。 3．焦耳定律的内容、公式及注意点。 （四） 作业布置 1.p44 4、5、6、7题 2.《技术物理练习册》（第3版）相关习题 （五） 教学说明 1．电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它 的定量规律是焦耳定律。 2．关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学 能等。这时W ＞Q。即W=Q+E 。 学科网（北京）股份有限公司 $$