2022年高中物理 焦耳定律学案新人教版必修3

2022年高中物理 焦耳定律学案 新人教版必修3【自学目标】 1.理解电功的概念，知道电功是静电力对自由电荷所做的功 2.知道电功率和热功率的区别与联系，能区分电功和电热【自学重难点】 1.电功概念的理解和焦耳定律 2.电功率和热功率的区别与联系 3.纯电阻电路和非纯电阻电路中能量的转化关系【知识连接】 1.电功、电功率知识和静电力做功、欧姆定律 2.对定律的理解和应用【导学求思】 一、电功 1.定义： 2.公式： ，单位： ，符号： 也称“度” 1度= 3.实质： 4.意义：电功是电能转化为其他形式的能的量度。 二、电功率 1.定义： 2.表达式： ，单位： ，符号： 3.物理意义： 三、焦耳定律和热功率 1.内容： 2.表达式： ，适用范围： 3.焦耳定律的微观解释：电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离 子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得动能，不断传递给金属正离子，使 金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能通过电流做功转化为内能。 4.实质： 5.热功率： 公式： 6.纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电流、电压、电阻三者关系能量转化形式元件举例【巩固练习】 一、课本P55的问题与练习 二、补充练习 1.关于三个公式的适用范围，以下说法正确的是（ ) A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两个公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，第二个公式可适用于求热功率，第三 个公式没有意义 D.由可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求即是电功 2.关于电功和焦耳热，下列说法错误的是 （ ） A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式 B.在非纯电阻电路中，计算电功可用 C.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用 D.在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用 3.对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是 （ ） A.通过的电流大的灯泡 B.两端电压大的灯泡 C.电阻值大的灯泡 D.消耗电功率大的灯泡 4.如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻消耗的电功率一样大，则电阻之比 是 ( ) A.1 : 1 : 1 B.4 : 1 : 1 C.1 : 4 : 4 D.1 : 2 : 2 5.一只断灯丝的灯泡，摇接灯丝后使用，要比原来 亮一些，这是因为灯丝的 （ ） A电阻变小 B电阻增大 C电阻率减小 D电阻率增大 6.两个绕线电阻分别标有“100、10w”和“20、40W”，则它们的额定电流之比为 （ ） 7.将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将该电阻丝均匀地拉 长为原来的两倍后再接入该电源。则它的功率为 A. 4P B025P C16p D0125P 8.一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电 阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 （ ） AU4V BU=8V CE16J DE=32J 9.两只灯泡分别接在两个电路中，下列判断正确的是 （ ） A额定电压高的灯泡较亮 B额定功率大的灯泡较亮 C接在电压高的电路两端的那盏灯较亮 D在电路中实际功率大的灯较亮 10.一台电扇的额定电压220V，正常工作时的电流是0.8A，若它的线圈电阻是2.5，求这 台电扇的耗电功率、发热功率和工作效率。 11.从甲地向乙地输电,两条输电线的总电阻为。若用400V电压输送功率是40KW的电输 电线上损失的功率是多少？若改用10KV的电压输送相同功率的电能，输电线上损失的功率 又是多少？ 12.下列关于电功和电功率的说法中，正确的是 ( )A.电流做功就是电场力做功，把电能转化为其他形式的能B.电流做功越多，则功率越大C.电功率越小，则电流做的功一定越小D.额定电压相同的用电器A和B，额定功率PAPB，两者串联后接在电路中，持续一段时间 后，实际消耗的电能WAWB 13.直流电动机线圈的电阻为R，当电动机工作时通过的电流强度为I，两端电压为U，则其 输出的功率是 （ ） AUI B C D 14.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 R。设通过它们的电流相同（电动 机正常运转），则在相同的时间内 （ ） A电炉和电动机产生的电热相等 B电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C电炉两端电压小于电动机两端电压 D电炉和电动机两端电压相等 15.一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 （ ） AU4V BU=8V CE16J DE=32J 16.两个绕线电阻分别标有“100、10w”和“20、40W”，则它们的额定电流之比为 （ ）A B. C. D. 17.把两根同样材料制成的电阻丝分别连在两个电路中。A电阻丝长为L，直径为d；B电阻丝长为3L，直径为3d，要使两电阻丝消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压之比应是： （ ）A B C D18.由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定。设输电电压为U，输电线 的横截面积为S，输电线因发热损失的电功率为P，下列说法中正确的是 （ ） A若U一定，则P与S成反比。 B若U一定，则P与成反比。 C若S一定，则P与U成反比。 D若S一定，则P与成反比。 19.如图所示，将电压U直接接在电阻R两端.R消耗的功率为9W，将电压U用较长的导线接在R两端，R消耗的功率为4W，则此时导线上消耗的功率为 W 20.如图所示，金属圆环半径为r，单位长度的电阻为R0，AOC 为120，电流从A点流进圆环，从B点流出圆环时，圆环消耗的 功率为108W，若电流从A点流进，从C点流出时，圆环消耗的功 率为多少 W.(AB为直径，电压U保持不变) 21.如图所示电路中，灯A和灯B的规格分别为220V/15W， 220V/60W，要使两灯串联在电路中都不烧坏，则两端电压U最多可加到 V，此 时灯B的实际功率为_W. 22.由于供电电压的降低，使电路中用电器的电功率降低了19%，知这时电源的电压比原来降 低了多少？ 23.一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流强度为 0.2A，用此电动机提升4N的物体 时，在30S内可使物体被匀速提升3M。 求：（1）电动机的输入功率（2）在提升重物的30S内，电动机线圈所产生的热量。（3）线圈的电阻？ 24.有一个直流电动机，把它接入02V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电 流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在 电路中转子不转动时为纯电阻用电器）1、知识归纳：电功率与热功率 （1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和