2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.5《焦耳定律》教學(xué)案.doc

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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.5《焦耳定律》教學(xué)案 一、教材分析 焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在電能和熱能轉(zhuǎn)換中的體現(xiàn)，本節(jié)在電學(xué)中是重要的概念之一。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對(duì)自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 （二）過程與方法 通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。 【教學(xué)難點(diǎn)】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 四、學(xué)情分析 學(xué)生學(xué)好這節(jié)知識(shí)是非常必要的， A.重點(diǎn)：理解電功和電功率和焦耳定律。B.難點(diǎn)：幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)電流做功和電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量之間的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)，防止學(xué)生亂套用公式。C.關(guān)鍵：本節(jié)的教學(xué)關(guān)鍵是做好通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在得出了焦耳定律以后介紹焦耳定律公式及其在生活、生產(chǎn)上的應(yīng)用 五、教學(xué)方法 等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法 六、課前準(zhǔn)備 燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī) 七、課時(shí)安排 八、教學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請(qǐng)同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。 學(xué)生：（1）電燈把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能； （2）電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能； （3）電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能； （4）電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。 教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識(shí)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)播 1、電功和電功率 教師：請(qǐng)同學(xué)們思考下列問題 （1）電場力的功的定義式是什么? （2）電流的定義式是什么? 學(xué)生：（1）電場力的功的定義式W=qU （2）電流的定義式I= 教師：投影教材圖2.5-1（如圖所示） 如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少? 學(xué)生：在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。 教師：這相當(dāng)于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程中，電場力做了多少功？ 學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt 教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。 電功： （1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功. （2）定義式：W=UIT 教師：電功的定義式用語言如何表述？ 學(xué)生：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和通電時(shí)間t三者的乘積。 教師：請(qǐng)同學(xué)們說出電功的單位有哪些？ 學(xué)生：（1）在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號(hào)是J. （2）電功的常用單位有：千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號(hào)是kWh. 教師：1 kWh的物理意義是什么？1 kWh等于多少焦？ 學(xué)生：1 kWh表示功率為1 kW的用電器正常工作1 h所消耗的電能。 1 kWh=1000 W3600 s=3.6106 J 說明：使用電功的定義式計(jì)算時(shí)，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時(shí)間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。 教師：在相同的時(shí)間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時(shí)間里， 電流通過電力機(jī)車的電動(dòng)機(jī)所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。 （1）定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。 （2）定義式：P==IU （3）單位：瓦（W）、千瓦（kW） ［說明］電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少。 教師：在力學(xué)中我們講功率時(shí)有平均功率和瞬時(shí)功率之分，電功率有無平均功率和瞬時(shí)功率之分呢？ 學(xué)生分組討論。 師生共同總結(jié)： （1）利用P=計(jì)算出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。 （2）利用P=IU計(jì)算時(shí)，若U是某一時(shí)刻的電壓，I是這一時(shí)刻的電流，則P=IU就是該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。 教師：為什么課本沒提這一點(diǎn)呢？ 學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)： 這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時(shí)間變化，也就是說瞬時(shí)功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時(shí)功率了。 ［說明］利用電功率的公式P=IU計(jì)算時(shí)，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。 2、焦耳定律 教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。 設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計(jì)算在時(shí)間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。 學(xué)生：求解產(chǎn)生的熱量Q。 解：據(jù)歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR 在時(shí)間t內(nèi)電場力對(duì)電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt 由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。 產(chǎn)生的熱量為 Q=I2Rt 教師指出：這個(gè)關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實(shí)驗(yàn)得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過了。 學(xué)生活動(dòng)：總結(jié)熱功率的定義、定義式及單位。 熱功率： （1）定義：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。 （2）定義式：P熱==I2R （3）單位：瓦（W） ［演示實(shí)驗(yàn)］研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 （投影）實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 取一個(gè)玩具小電機(jī)，其內(nèi)阻R=1.0 Ω，把它接在如圖所示的電路中。 （1）先夾住電動(dòng)機(jī)軸，閉合電鍵，電機(jī)不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50 V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率，并加以比較。 （2）再松開夾子，使小電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0 V（此電壓為小電機(jī)的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率，并加以比較。 ［實(shí)驗(yàn)結(jié)果］ （1）電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，U=0.50 V，I=0.50 A， P電=UI=0.500.50 W=0.25 W P熱=I2R=0.5021.0 W=0.25 W P電=P熱 （2）電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，U=2.0 V，I=0.40 A， P電=UI=2.00.40 W=0.80 W P熱=I2R=0.4021.0 W=0.16 W P電＞P熱 學(xué)生：分組討論上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 師生共同活動(dòng)：總結(jié)： （1）電功率與熱功率的區(qū)別 電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。 熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。 （2）電功率與熱功率的聯(lián)系 若在電路中只有電阻元件時(shí)，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電 教師指出：上述實(shí)驗(yàn)中，電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，小電機(jī)就相當(dāng)于純電阻。 若電路中有電動(dòng)機(jī)或電解槽時(shí)，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時(shí)電功率大于熱功率，即P電＞P熱。 教師指出：上述實(shí)驗(yàn)中，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電＞P熱。 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 課后作業(yè)：P57 問題與練習(xí)2、3、4、5 九、板書設(shè)計(jì) 1、電功和電功率 （1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功. （2）定義式：W=UIT 2、焦耳定律 （1）定義：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。 （2）定義式：P熱==I2R （3）單位：瓦（W） 十、教學(xué)反思 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 （四）實(shí)例探究 ☆求兩點(diǎn)間的電勢差 【例1】不考慮溫度對(duì)電阻的影響，對(duì)一個(gè)“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是 A.接在110 V的電路上時(shí)的功率為20 W B.接在110 V的電路上時(shí)的功率為10 W C.接在440 V的電路上時(shí)的功率為160W D.接在220 V的電路上時(shí)的功率為40 W 解析：正確選項(xiàng)為BD。 （法一）由得燈泡的電阻Ω＝1210Ω ∴電壓為110V時(shí)， W=10 W 電壓為440V時(shí)，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0. （法二）由?？芍猂一定時(shí)，P∝U2， ∴當(dāng)U=110V=，P=P額/4=10 W 說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時(shí)一般不考慮溫度對(duì)其電阻的影響。用電器的標(biāo)稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時(shí)的電壓、功率以及電流值，由P額=U額I額可知，P、U、I有同時(shí)達(dá)到、同時(shí)超過、同時(shí)不滿足的特點(diǎn)。 【例2】一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時(shí)，電流為0.8 A，電動(dòng)機(jī)正常工作。求該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少?電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少? 解析：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入的電功率為 P入=I1U1＝0.82W＝1.6 W 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率 P機(jī)=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W 說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動(dòng)機(jī)消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機(jī)械能；④對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，輸入的功率P入=IU；發(fā)熱的功率P熱=I2R；輸出的功率，即機(jī)械功率P機(jī)=P入-P熱=UI-I2R。 【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機(jī)量為3.6１０7 kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機(jī)量為3103 kW，平均年發(fā)電量為1.7107 kWh，其規(guī)模居世界第二位。 （1） 試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負(fù)荷工作幾 小時(shí)? （2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時(shí)的平均潮差為6 m，計(jì)算每次漲潮時(shí)流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%） 解析：（1）江廈潮汐電站功率為3103 kW，年發(fā)電量為1.07１０7 kWh，由公式W=Pt可算出每天滿負(fù)荷工作的時(shí)間為 s=9.8 h （2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為 J 因?yàn)? 所以每次漲潮的平均流量為 m3/次 說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時(shí)均有水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，電壓表的讀數(shù)為110 V，求 （1）通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？ （2）輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？ （3）在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率是多少？ （4）電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？ 解析： （1）設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則 U1=110 V，U2=U-U1=（160-110）V=50 V 通過電動(dòng)機(jī)的電流為I，則I== A=5 A （2）輸入到電功機(jī)的電功率P電，P電=U1I=1105 W=550 W （3）在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=520.6 W=15 W （4）電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=520.63600 J=54000 J 說明：電動(dòng)機(jī)是非線性元件，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī)不適用了，所以計(jì)算通過電動(dòng)機(jī)的電流時(shí)，不能用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓除以電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻。 通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的熱功率。 2.5 焦耳定律學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 初步了解焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.電流做功的多少等于 轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場對(duì) 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(shí)把 能全部轉(zhuǎn)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(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì) 2．掌握焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 3．理解電功和電熱的關(guān)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(xué)習(xí)過程 1.電功和電功率 （1）電功是電流通過一段電路時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場能、機(jī)械能、化學(xué)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(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度. （2）Q=I2Rt是電熱的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I 通過電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計(jì)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(shí)電能全部轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時(shí)電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)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(yīng)該是W=E其他＋Q. （3）電功和電熱是兩個(gè)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(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算，電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算，兩式不能通用。 例1 一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20 Ω，接上220 V電壓后，消耗功率66 W，問： （1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？ （2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？ （3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流，以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？ 三、反思總結(jié) 四、當(dāng)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(shí)，消耗的電能為220J B.1C正電荷通過用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量 C.1A電流通過用電器時(shí)，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(shí)，電場力做功220J 2. 一燈泡標(biāo)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(shí)際功率為50W B.燈泡的實(shí)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(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)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(gè)相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個(gè)電路里，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為 I，線圈內(nèi)阻為 R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中錯(cuò)誤的是 （ ） 　　A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2／R 　　B．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R 　　C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2R 　　D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R 7.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：] （1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率 ； （2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動(dòng)機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器） 8．某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？ 9．微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3 Ｖ的電壓時(shí)，通過的電流為0.3 A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.0 Ｖ時(shí)，電流為0.８ A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？ 課后練習(xí)與提高 1.關(guān)于電功，下列說法中正確的有( ) A.電功的實(shí)質(zhì)是電場力所做的功 B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.電場力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度 D.電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)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(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時(shí)電燈實(shí)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(gè)燈泡如圖所示的方式連接時(shí)，各自消耗的實(shí)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(gè)電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：1：2 D．三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2： 2：1 5. 兩個(gè)電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中．欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是（ ） A．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián) B．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián) C．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián) D．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián) 6.理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(tái)直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻r =1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表示數(shù)100V，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率及輸出的機(jī)械功率。 　　8.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)限溫開關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開；S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，溫度高于80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時(shí)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(jì)。 （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(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？ （3）計(jì)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(tái)國產(chǎn)XQB30—13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計(jì)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(jī)質(zhì)量 33 kg 外形尺寸(長寬高) (5４2550９20)ｍｍ3 (1)這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時(shí)，通過洗衣機(jī)的電流是多大? (2)如洗衣、脫水的累計(jì)時(shí)間為40 min，則洗衣機(jī)耗電多少? 2.5 焦耳定律 學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案 例題解答 （1）因?yàn)镻入=IU 所以I= A=0.3 A （2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率 P內(nèi)=I2R=0.3220 W=1.8 W 電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率 P機(jī)=P入-P內(nèi)=66 W-1.8 W=64.2 W 電風(fēng)扇正常工作時(shí)的效率 η=100%=97.3% (3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為純電阻，通過電風(fēng)扇的電流 I= A=11 A 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率 P=IU=11220 W=2420 W 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率 P內(nèi)=I2R=11220 W=2420 W 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.電能 自由電荷 靜電力 電勢能 2.電 內(nèi) 當(dāng)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(xí)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(jī)=P-P熱=500-25=475W 8、(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1關(guān)閉，這時(shí)黃燈短路紅燈亮，電飯堡處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時(shí).開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)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(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時(shí)，又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài).(2)不能，因?yàn)槿绻婚]合S1，則只能將食物加熱至80℃.(3)設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)，功率為P1， 設(shè)電飯煲處于保溫狀態(tài)時(shí)消耗的功率為P2，則 所以P1:P2≈12:1 9、 (1)1.64 A;(2)8.64105 J