3.3电功与电热 导学案-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

济南高新区实验中学高一级部物理学科导学案 主备人：张连越 时间：2018/3/19 序号：7 班级： 姓名： 小组： 第三章 恒定电流 第3节 电功与电热 【学习目标】 1、从电能向其他形式能的转化理解电功和电功率，理解电功和能量转化的关系。 2、知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。 3、从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。 【学法指导】电流做功是能的转化过程，请认真研读教材内容，从能的转化角度理解电功，结合初中所学知识加深对电功率和焦耳定律的理解 【学习过程】 学习活动一：电功和电功率（此处有微课1） 阅读教材P82-83有关内容，结合以下情景，回答后面的问题： 情景1：在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹暖风和热风．它们都是通过电流做功把电能转化为内能的。 （1）勾画什么是电功？写出电功的实质是什么？ （2）电能和电功什么关系？电功的国际单位和常用单位是什么？ （3）勾画什么是电功率？勾画电功率的物理意义是什么？ 情景2：一段电路两端的电压为U，通过的电流为I。 （1）在时间t内通过这一电路任一横截面的电量是多少? （2）时间t内静电力做的功是多少？电功率是多少？ 小结： 1、电功的实质： 2、电功的表达式： 3、 电功率的物理意义： 4、 电功率的表达式： 学习活动二：焦耳定律（此处有微课2） 阅读教材P83-P84有关内容，结合以下情景，回答后面的问题： 情景3：电流做功时，消耗的电能会转化为其他形式的能。电能究竟会转化为哪种形式的能，要看电路中具有哪种类型的软件。当电流通过白炽灯、电炉子等电热元件时，电能将全部转化为导体的内能，也就是我们常说的焦耳热。 （1）勾画焦耳定律的内容，写出焦耳定律的表达式？ （2）在电热元件（纯电阻电路）中，电功和电热什么关系？ （3）什么是热功率？热功率的表达式？ 情景4：一小灯泡电阻为2Ω，现在给小灯泡加8V的电压。问： （1）通过小灯泡的电流是多大？ （2）小灯泡的电功率是多少？1分钟内消耗多少电能？ （3）小灯泡的热功率是多少？1分钟内产生多少热量？ （4）小灯泡消耗的电能转化成了什么能量？ 情景5： 一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V 时，通过的电流是5 A。求： （1）这台电动机的电功率是多少？1分钟内消耗多少电能？ （2）这台电动机的热功率是多少？1分钟内产生多少热量？ （3）电动机消耗的电能转化成了什么能量？ 拓展延伸： （1）若电动机由于某种原因被卡住，电动机消耗的电能转化成了什么能量？ （2）这时通过电动机的电流还是5A吗？如果不是应该是多少？ （3）此时电动机的热功率是多少？在使用含电动机的用电器（非纯电阻电路）时要注意什么问题？ 小结：1.纯电阻电路中，能量是如何转化的？电功和电热什么关系？ 2.非纯电阻电路中，能量是如何转化的？电功和电热什么关系？ 【即时训练1】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，该段电路中的电阻为R，则关于这段电路中电功率和热功率的关系，下列正确的是（ ） A．电功率一定为UI，热功率一定为 B．电功率可能小于热功率 C．若这段电路为纯电阻电路，则电功率等于热功率 D．若这段电路为非纯电阻电路，则电功率大于热功率 【即时训练2】(多选)关于公式P＝UI，P＝I2R，P＝的适用范围，说法正确的是（ ） A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率 C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义 D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率 【即时训练3】（多选）如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是(　　) A．电动机的输入功率为24 W B．电动机的输出功率为12 W C．电动机的热功率为2.0 W D．整个电路消耗的电功率为24 W 【即时训练4】如图所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为m＝10 kg，电源供电电压恒为220 V，电路中的保护电阻为R＝10 Ω，电动机的电阻为r＝1 Ω，不计各处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为170 V。求：(g取10 m/s2) (1)电动机正常工作后通过电动机的电流； (2)重物匀速上升的速度。 【即时训练5】某玩具的直流电动机线圈的电阻一定，在线圈两端加上0.6V的电压时，电流为0.3A，此时因电压过低，电动机不能转动。若在线圈两端施加4V的电压，电流为1.6A，此时电动机正常工作。当正常工作时，(1)该电动机的输入电功率是多少？(2)电动机的输出机械功率是多少？ 【当堂检测】 1．额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是（ ） 2．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的电阻R2＝10 Ω。当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　) A.I＝1.5 A B.I<1.5 A C.P＝15 W D.P<15 W 3．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I＝5.0 A和U＝110 V，重物P上升的速度v＝0.70 m/s。已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m＝45 kg。下列说法正确的是(　　) A.电动机消耗的电功率为550 W B.细绳对重物做功的机械功率为325 W C.电动机输出的电功率为400 W D.电动机线圈的电阻为5 Ω ★★4.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内(　　) A．充电宝输出的电功率为UI＋I2r B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为t D．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt ★★5.[多选]如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线。当通过该元器件的电流为0.4 A时，下列说法正确的是(　　) A． 该元器件的阻值为250 Ω B． 该元器件的阻值为125 Ω C． 该元器件消耗的电功率为20 W D． 该元器件消耗的电功率无法求解 1 学科网（北京）股份有限公司 $$