2019-2020年高中物理 焦耳定律教案2 新人教版選修3.doc
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2019-2020年高中物理 焦耳定律教案2 新人教版選修3 一、預習目標 初步了解焦耳定律,并能進行有關計算 二、預習內(nèi)容 1.電流做功的多少等于 轉化為其他形式能的數(shù)量;所謂電流做功,實質上是導體中的恒定電場對 的 力在做功,電荷的 減小,其他形式的能在增加;公式:W= ,P= 。 2.電流通過用電器時把 能全部轉化為 能,這樣的電路叫做純電阻電路。 三、提出疑惑 課內(nèi)探究學案 一、學習目標 1.理解電流熱效應的本質 2.掌握焦耳定律,并能進行有關計算 3.理解電功和電熱的關系,能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱 二、學習過程 1.電功和電功率 (1)電功是電流通過一段電路時,電能轉化為其他形式能(電場能、機械能、化學能或內(nèi)能等)的量度。 (2)W= qU=UIt是電功的普適式,P= UI是電功率的普適式,適用于任何電路。 2.焦耳定律和熱功率 (1)電熱則是電流通過導體時,電能轉化為內(nèi)能的量度. (2)Q=I2Rt是電熱的計算式,可以計算任何電路中電流I 通過電阻R時在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量(電熱);P=I2R是熱功率的計算式, 3.電功和電熱 (1)在純電阻電路中:電流通過用電器以發(fā)熱為目的,例如電爐、電熨斗、電飯鍋,電烙鐵、白熾燈泡等。這時電能全部轉化為內(nèi)能,電功等于電熱,即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=. (2)在非純電阻電路中:電流通過用電器是以轉化為內(nèi)能以外的形式的能為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時電路消耗的電能,即W=UIt分為兩部分,一大部分轉化為其他形式的能(例如電流通過電動機,電動機轉動,電能轉化為機械能);另一小部分不可避免地轉化為電熱Q=I2R t(電樞的電阻生熱).這里W=UIt不再等于Q=I2Rt,應該是W=E其他+Q. (3)電功和電熱是兩個不同的物理量,只有在純電阻電路中,電功才等于電熱,W=Q=UIt=I 2R t=;在非純電阻電路中,電功大于電熱,W>Q,這時電功只能用W=UIt計算,電熱只能用Q=I2Rt計算,兩式不能通用。 例1 一臺電風扇,內(nèi)阻為20 Ω,接上220 V電壓后,消耗功率66 W,問: (1)電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少? (2)電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少?轉化為內(nèi)能的功率是多少?電動機的效率是多少? (3)如果接上電源后,電風扇的風葉被卡住,不能轉動,這時通過電動機的電流,以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少? 三、反思總結 四、當堂檢測 1. 用電器兩端電壓220V,這意味著( ) A.1A電流通過用電器時,消耗的電能為220J B.1C正電荷通過用電器時,產(chǎn)生220J的熱量 C.1A電流通過用電器時,電流的發(fā)熱功率為220W D.1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時,電場力做功220J 2. 一燈泡標有“220V,100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化),則有( ) A.燈泡的實際功率為50WB.燈泡的實際功率為25W C.通過燈泡的電流為額定電流的 D.通過燈泡的電流為額定電流的 3.下圖電路中,電燈L1、L2都標有“220V,100W”;電燈L3、L4都標有“220V,40W”.將A、B兩端接入電源,最暗的燈是 ( ) A.L1 B.L2 C.L3 D.L4 4.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使兩燈都正 常發(fā)光,兩電路中消耗的總功率分別為和,可以斷定( A.〉 B.〈 C.= D.無法確定 5. 輸電線總電阻為r,輸送的電功率是P,送電電壓為U,則用戶得到的功率為( ) A.P B. C. D. 6.一個直流電動機所加電壓為U,電流為 I,線圈內(nèi)阻為 R,當它工作時,下述說法中錯誤的是 ( ) A.電動機的輸出功率為U2/R B.電動機的發(fā)熱功率為I2R C.電動機的輸出功率為IU-I2R D.電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R 7.有一個直流電動機,把它接入0.2V電壓的電路時,電動機不轉,測得流過電動機的電流是0.4A,若把它接入2V電壓的電路中,電動機正常工作,工作電流是1A。求: (1)電動機正常工作時的輸出功率 ; (2)如在正常工作時,轉子突然被卡住,此時電動機的發(fā)熱功率多大?(提示:電動機在電路中轉子不轉動時為純電阻用電器) 8.某一電動機,當電壓U1=10V時帶不動負載,因此不轉動,這時電流為I1=2A。當電壓為U2=36V時能帶動負載正常運轉,這時電流為I2=1A。求這時電動機的機械功率是多大? 9.微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定,當加上0.3 V的電壓時,通過的電流為0.3 A,此時電動機不轉,當加在電動機兩端的電壓為2.0 V時,電流為0.8 A,這時電動機正常工作,則吸塵器的效率為多少? 課后練習與提高 1.關于電功,下列說法中正確的有( ) A.電功的實質是電場力所做的功 B.電功是電能轉化為內(nèi)能 C.電場力做功使電能轉化成其他形式能量的量度 D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等 2. 一盞電燈直接接在恒定的電源上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長的導線后,再接在同一電源上,在導線上損失的電功率是9W,那么此時電燈實際消耗的電功率將( ) A.大于91W B.小于91W C.等于91W D.條件不足,無法確定 3. A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連接時,各自消耗的實際功率相同,則PA:PB:PC為( ) A.1:1:1 B.1:2: 2 C.2:1:1 D.1:4:4 4.圖中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通電后 ( ) A.經(jīng)R1和R3的電流之比I1:I3=3:1 B.R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1:U3=4:9 C.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:1:2 D.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2: 2:1 5. 兩個電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中.欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是( ) A.用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián) B.用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián) C.用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián) D.用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián) 6.理發(fā)用的電吹風機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉動,電熱絲給空氣加熱,得到熱風將頭發(fā)吹干。設電動機線圈電阻為R1 ,它與電熱絲電阻值R2 串聯(lián)后接到直流電源上,吹風機兩端電壓為U,電流為I消耗的功率為P,則有 ( ) A. B. C. D. 7.一臺直流電動機線圈電阻r =1Ω,與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián),當所加電壓U=150V,電動機正常工作時電壓表示數(shù)100V,求電動機消耗的功率及輸出的機械功率。 8.如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關,手動閉合,當此開關的溫度達到居里點(103℃)時會自動斷開;S2是一個自動溫控開關,當溫度低于60℃時會自動閉合,溫度高于80℃時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈,它在保溫狀態(tài)下是不亮的,黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω,加熱電阻絲R3=50Ω,兩燈的電阻不計。 (1)根據(jù)電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過程 (包括加熱和保溫的過程)。 (2)簡要回答,如果不閉合開關S1,電飯煲能將飯煮熟嗎? (3)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比。 9.一臺國產(chǎn)XQB30—13型全自動洗衣機說明書中所列的主要技術數(shù)據(jù)如下表,試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計算: 額定電壓 220 V 額定頻率 50 Hz 額定洗衣、脫水功率 360 W 額定洗衣、脫水容量 3 kg 整機質量 33 kg 外形尺寸(長寬高) (542550920)mm3 (1)這臺洗衣機在額定電壓下洗衣或脫水時,通過洗衣機的電流是多大? (2)如洗衣、脫水的累計時間為40 min,則洗衣機耗電多少? 2.5 焦耳定律 學案導學參考答案 (3)電風扇風葉被卡住后電動機不轉時可視為純電阻,通過電風扇的電流 I= A=11 A 電動機消耗的電功率 P=IU=11220 W=2420 W 電動機發(fā)熱功率 P內(nèi)=I2R=11220 W=2420 W 預習內(nèi)容 1.電能 自由電荷 靜電力 電勢能 2.電 內(nèi) 當堂檢測 1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD 7、1.5W,8W 8、31W 9、60%. 課后練習與提高 1、AC 2、B 3、D 4、AC 5、A 6、AD 7、P=IUM=5100=500W P熱=I2r =25W P機=P-P熱=500-25=475W 8、(1)電飯煲盛上食物后,接上電源,S2自動閉合,同時把手動開關S1關閉,這時黃燈短路紅燈亮,電飯堡處于加熱狀態(tài),加熱到80℃時,S2自動斷開,S1仍閉合待電飯煲中水燒干后,溫度升高到103℃時.開關S1自動斷開,這時飯已煮熟,黃燈亮,電飯煲處于保溫狀態(tài)由于電飯堡散熱,待溫度下降至70℃時,S2自動閉合,電飯煲重新處于加熱狀態(tài),待溫度上升到80℃時,又自動斷開,電飯煲再次處于保溫狀態(tài).(2)不能,因為如果不閉合S1,則只能將食物加熱至80℃.(3)設電飯煲處于加熱狀態(tài)時,功率為P1,- 配套講稿:
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