2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第2章 第5节 焦耳定律（教案）.doc

2019-2020年人教版高中物理选修3-1 第2章 第5节 焦耳定律（教案）【知识与技能】1、理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。2、了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。3、知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。4、能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。【过程与方法】1、通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。【情感态度与价值观】1、通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。【教学过程】重难点一、电功和电功率电功和电功率1电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积(2)公式：WIUt.(3)国际单位：焦，符号：J.(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能即电功是电能转化为其他形式的能的量度2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功(2)公式：PIU.(3)单位：瓦，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢(5)额定功率和实际功率用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额U额I额用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率3、串、并联电路中电功率的分析与计算（1）串联电路功率关系（2）并联电路功率关系（3）结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。【特别提醒】1、串并联电路中的功率关系串联电路并联电路功率分配功率关系PP1P2PnPP1P2Pn2、“负载”、“负荷”与“电阻”的区别“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电阻”大在一般情况下，“负载”大的用电器电阻反而小，如“220 V60 W”与“220 V100 W”的两个灯泡，后者功率较大，电阻却较小【典型例题】如图所示电路中，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，它们允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为()A24 W B16 W C12 W D15 W【答案】D重难点二、焦耳定律要点二焦耳定律1焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)公式：QI2Rt.(3)单位：焦耳，符号是J.(4)焦耳定律的微观解释：在电场力的作用下，金属中做定向移动的自由电子频繁地与金属正离子发生碰撞，不断地把定向移动的动能传递给正离子，使离子热运动加剧，从而把电能转化为内能，温度升高(5)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能【特别提醒】电热是电能转化为内能的量度只要电路中有电阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式2热功率(1)定义：单位时间内的发热量叫热功率(2)表达式：热功率即电能转化为内能的功率PI2R.(3)单位：瓦特，符号W.(4)实质：电能转化为内能的功率3纯电阻电路与非纯电阻电路(1)两种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电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律服从欧姆定律I不服从欧姆定律UIR或I能量转化电流做功电能全部转化为电热电流做功电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等(2)电功与电热（3）电功与电热的计算公式比较纯电阻电路非纯电阻电路电功WIUtI2RttWIUt电热QIUtI2RttQI2Rt电功率PIUI2RPUI热功率PIUI2RPI2R【特别提醒】不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都用WUIt，电功率都用PUI，热量都用QI2Rt，热功率都用PI2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路【典型例题】如图所示，电路中电阻R=10，线圈电阻r=1，加在电路两端电压U=100V，已知电流表读数为30A，则（1）通过电动机线圈的电流为多少？（2）电动机输出功率为多少？（3）电动机的效率是多少？【答案】（1）20A；（2）1600W；（3）0.8【解析】（1）电阻R=10，电压U=100V，故电流通过电动机的电源：（2）电动机的输入功率发热功率则电动机输出功的功率（3）电动机的效率