高中物理 第二章 恒定电流 2_6焦耳定律学案新人教版选修3-1

2.6焦耳定律【学习目标】 1. 理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进 行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。【学习过程】学习任务1：电功和电功率 问题： 电流通过电灯时，电能转化为？ 电炉通电时，电能转化为？ 电动机通电时，电能转化为？ 蓄电池充电时，电能转化为？ 总结： 用电器把 转化成 的过程，就是电流做功的过程。 电流做功的多少等于电能转化为 的数量。 推导： 电功W与电功率P 总结： 电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的 在做功， 自由电荷在 作用下沿 的方向做 移动，结果电荷 的电势能 ，其他形式的能 。 应用： 1 kWh的物理意义是什么？1 kWh等于多少焦？学习任务2：焦耳定律 问题： 电流通过导体时会发热，称作电流的 效应。产生的热量即电热与哪 些因素有关呢？（回忆初中所学知识） 电热Q= ，热功率P热= 总结： 电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比。-实验定律（焦耳定律）学习任务3：电功与电热问题： 电流在通过用电器做功时消耗的电能会全部转化为热能吗？ 例析： 电炉通电时，消耗电能UIt 产生电热I2Rt 电动机通电时，消耗电能UIt 产生电热I2Rt 总结： 消耗的电能全部转化为热能的电路称作 电路，该电路遵循 定律；消耗的电能只有一部分转化为热能的电路称作 电路，该电路 不遵循 定律。 应用： 一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压正常工作后，消耗的电功率 为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？ 拓展： 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表 质量为M70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力Ff恒为车 和人总重的k0.02倍。取g10m/s2，求： (1)此车电机在额定电压下正常工作的效率。 (2)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。 (3)仅在电机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v11.0m/s时，人骑车的加速度。【课后作业】 ( )1. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻 的变化)，则有 A.灯泡的实际功率为50W B.灯泡的实际功率为25W C.通过灯泡的电流为额定电流的1/2 D.通过灯泡的电流为额定电流的1/4 ( )2.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W” 电灯L3、L4都标有“220V，40W”将A、B两端接入电源，最 暗的灯是 AL1 BL2 CL3 DL4 ( )3.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两 灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为 和，可以断定 A.B. C.=D.无法确定 ( )4.输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为 A.P B.C.D. ( )5.一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U2R 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 ( )6. A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗 的实际功率相同，则 RA:RB:RC为 A. 1:1:1 B.1:2: 2 C.2:1:1 D.1:4:4 ( )7.图中R1=4，R2=9，R3=18。通电后 A经R1和R3的电流之比I1：I3=3：1 BR1两端的电压和R3两端的电压之比U1：U3=4：9 C三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：1：2 D三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2： 2：1 ( )8.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空 气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1 ，它与电热丝电阻值R2 串联后 接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I消耗的功率为P，则有 A B C D9.有一个直流电动机，把它接入0.2V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？ 10微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 的电压时，通过的电流为0.3 A， 此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 时，电流为0. A，这时电动机 正常工作，则吸尘器的效率为多少？11电动机的额定电压是110V，额定功率是22kW，线圈的电阻是05,求： （1）电动机正常工作时的电流多大？ （2）1s时间内线圈上产生的热量是多少？ （3）1s时间内转化的机械能有多少？ （4）用此电动机提升质量为100kg的重物，匀速运动时的速度多大？12.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里 点（103）时会自动断开；S2是一个自动温控开关，当温度低于60时会自动闭合， 温度高于80时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的， 黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻R1=R2=500，加热电阻丝R3=50，两灯的电阻 不计。 （1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加 热和保温的过程）。 （2）简要回答，如果不闭合开关S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ （3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。