2019-2020年高二物理《焦耳定律》導(dǎo)學(xué)案.doc

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2019-2020年高二物理《焦耳定律》導(dǎo)學(xué)案 一、知識(shí)與技能： 初步了解焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 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(chǎng)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(guò)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(guò)程 1.電功和電功率 （1）電功是電流通過(guò)一段電路時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場(chǎng)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)： （1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)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(guò)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(cè) 1. 用電器兩端電壓220V，這意味著( ) A.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，消耗的電能為220J B.1C正電荷通過(guò)用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量 C.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220W D.1C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí)，電場(chǎng)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(guò)燈泡的電流為額定電流的 D.通過(guò)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(wú)法確定 5. 輸電線(xiàn)總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶(hù)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(xiàn)圈內(nèi)阻為 R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說(shuō)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(xiě)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(cè)得流過(guò)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）