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1、2022年高中物理 第二章 恒定電流 焦耳定律學案 新人教版選修3-1
一、導入新課,展示目標
1.知道并理解電功、電功率的概念,并能利用公式進行有關計算.
2.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系.
3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點和區(qū)別.
二、課前自學,提出問題
1.電荷量為q的電荷在靜電力作用下從電場中的A點移到B點,已知A、B兩點間的電勢差為U,則靜電力做功為W=______.
2.部分電路的歐姆定律表達式為I=______.
3.電流做功的過程即為能量轉化的過程,轉化過程中能量守恒.
4.如果電路左右兩端的電勢差是U,在電荷q從左端移到右端的過程中.靜電
2、力做的功是W=_____,把q=It代入得W=______,這表示,電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的________、通過時間t三者的______.
5.單位時間內電流所做的功叫做__________.用________表示電功率,則有P=________,進而得到P=________,單位:瓦特(W).
6.只含白熾燈、電爐等電學元件的電路是________電路.電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉化為導體的______.電流在這段電路中做的功W就等于這段電路發(fā)出的熱量Q,即Q=______=________.
7.由歐姆定律U=IR代入Q=IUt后可得熱量Q
3、的表達式Q=______,即電流通過導體產生的熱量跟____________成正比,跟導體的________及____________成正比.這個關系最初是焦耳用實驗直接得到的,我們把它叫做________.
8.單位時間內的發(fā)熱量通常稱為熱功率,其表達式為:P=______.
三、學習過程
1、師導生學,合作探究
探究一、電功和電功率
[問題設計]
在日常生活中,經常會用到家用小電器,例如電吹風、電熨斗等,它們都會分為幾擋,像電吹風可以吹暖風和熱風.它們都是通過電流做功把電能轉化為熱能的.
(1)電流做功的實質是什么?
(2)設加在一段電路兩端的電壓為U,通過電路的電流為
4、I,試推導t時間內電流做功的表達式.
[要點提煉]
1.電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時間t三者的乘積,公式為W=_____.
2.電功率的表達式為P=_____,反映了電流做功的快慢.
探究二、焦耳定律
[問題設計]
1.某同學家中有一只電爐,電阻為50 Ω,試計算該電爐接到220 V電源上在100秒的時間內消耗的電能和產生的熱量.
2.某同學家中有一電風扇,電阻為80 Ω,當加上220 V的電壓時電流為0.25 A,試計算該風扇工作100 秒時間消耗的電能和產生的熱量.
3.通過上面的計算比較消耗的電能和產生的
5、熱量之間的關系.
二次備課
[要點提煉]
1.電功的計算公式為W=_____,電功率的計算公式為P=____.電熱的計算公式為Q=______(焦耳定律),熱功率的計算公式為P熱=______.
2.純電阻電路:電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉化為導體的____.
3.非純電阻電路:含有________或________的電路稱為非純電阻電路.在非純電阻電路中,電流做的功將電能除了轉化為內能外,還轉化為________或________.
4.純電阻電路中:W=Q=UIt=I2Rt=t
P=P熱=UI=I2R=
非純電阻電路中:W=UIt>Q=I2Rt
P=U
6、I>P熱=I2R
2、互動交流,突破疑難
例1 下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是( )
A.電功率越大,電流做功越快,電路中產生的焦耳熱一定越多
B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=t只適用于純電阻電路
C.在非純電阻電路中,UI>I2R
D.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路
例2 額定電壓都是110 V,額定功率PA=100 W,PB=40 W的燈泡兩盞,若接在電壓為220 V的電路上,使兩盞燈炮均能正常發(fā)光,且消耗功率最小的電路是( )
例3 如圖所示的電路中,電源電壓為60 V,內阻不計,電阻R=2 Ω,電動機的內阻R0=1.6 Ω,電壓表的示數為50 V,電動機正常工作,求電動機的輸出功率.
四、當堂檢測,競爭展示
《步步高導學案設計》P41自我檢測區(qū) 1-4題
五、暴露問題,反饋小結
六、作業(yè)布置,拓展提高
第二章 訓練6
七、反思總結