3.3 焦耳定律 学案 (1)

3.3
焦耳定律
学案1
【学习目标】　
1．理解电流热效应的本质
2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算
3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热
【学习重点】　
焦耳定律内容
【知识要点】　
1.电流做功的多少等于__________转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对__________的力在做功，电荷的__________减小，其他形式的能在增加；公式：
W=__________，P=__________。
2.电流通过用电器时把__________能全部转化为__________能，这样的电路叫做纯电阻电路。
1.电能，自由电荷，电势能，，
2.电，内
同步导学
1.电功和电功率
（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。
（2）W=qU=UIt是电功的普适式，P=UI是电功率的普适式，适用于任何电路。
2.焦耳定律和热功率
（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.
（2）Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式，
3.电功和电热
（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。?这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.?这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.?
（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I2Rt=；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。
例题
一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：?
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？?
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？?
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？?
解答（1）因为P入=IU?
所以I=A=0.3A?
（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率?
P内=I2R=0.32×20W=1.8W?
电风扇正常工作时转化为机械能的功率?
P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W?
电风扇正常工作时的效率?
η=×100%=97.3%?
(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流?
I=A=11A?
电动机消耗的电功率?
P=IU=11×220W=2420W?
电动机发热功率?
P内=I2R=112×20W=2420W?
【反思】
收获
疑问
【达标训练】　
1.用电器两端电压220V，这意味着（
D
）
A．1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J
B．1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量
C．1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W
D．1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J
2.一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有（
BC
）
A．灯泡的实际功率为50W
B．灯泡的实际功率为25W
C．通过灯泡的电流为额定电流的
D．通过灯泡的电流为额定电流的
3.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（
AD
）
A．电动机的输出功率为U2／R
B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU-I2R
D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R
4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为和，可以断定（
C
）
A．>
B．<
C．=
D．无法确定
5.输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为（
B
）
A．P
B．
C．
D．
6.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。则（1）电动机正常工作时的输出功率为__________；（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为__________。（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
1.5W，8W