6.3 焦耳定律

课题
焦耳定律
课型
新授
教案序号
（
）
审核人：
授课人
授课时间
年
月
日
【学习目标】
知识目标
　1.知道电流的热效应. 　2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.
能力目标
　知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法.
情感目标
　　通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念
【学习重点】焦耳定律内容
【学习难点】电功和电热之间的联系和区别
【课前自主学习】
1、电功（W）：
（1）表达式：电流在一段电路中所做的功等于这段电路
、电路中的
、
和
三者的乘积，即W
=
。
（2）单位：国际单位制中：
；常用单位：
。
（3）物理意义：反应了
转化为
的多少。
2、电功率（P
）
（1）定义：
内电流所做的功叫做电功率。即P
=
。
（2）表达式：电流在一段电路上做功的功率等于
与
的乘积。即P
=
。
（3）单位：国际单位制中：
。（4）物理意义：表示电流做功的
。
3、焦耳定律内容（电热Q）
：电流通过导体产生的热量跟
成正比，跟导体的电阻及通电时间成
。这个关系最初是
由实验得到的。表达式
Q=
。
4、热功率
的发热量通常称为热功率，表达式为P=
。
【课内探究】
探究一：电流做功的本质
推导电功的表达式
图2.5－1表示很小一段电路，电荷q在做从左向右的定向移动，它们从这段电路的左端移到右端的时间记为t，在导体两端加上电压U，导体中形成的电流为I。
图2.5－1
探究二：电流的热效应
焦耳定律
电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。产生的热量与哪些因素有关呢？
结论：英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式：Q＝I2Rt。
思考并讨论：电流通过用电器时是否只会产生热效应？（列举白炽灯、电炉、电扇等比较分析）
对比总结：
纯电阻用电器
非纯电阻用电器
元件举例
元件特点
能量转化
欧姆定律（是否适用）
探究三：电功和电热的联系和区别
（1）在纯电阻电路中：（含电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等用电器的电路）?
（2）在非纯电阻电路中：（含电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等用电器的电路）.?
例1、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。求：
（1）电动机正常工作时的输出功率
；
（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多大？
【当堂测试】
1、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（
）
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，
D．焦耳热适用于任何电路
2、一个直流电动机所加电压为U，电流为
I，线圈内阻为
R，当它正常工作时，下述错误的是
（
）
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
3.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是　
(　
)
A．L1
B．L2
C．L3
D．L4
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(
)
A.〉
B.〈
C.=
D.无法确定
5、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同(电动机正常运转)，则在相同时间内（
）
A.电炉和电动机产生的热量相同
B.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
6、有一电风扇上标有“220V
,55W”，若风扇的电动机线圈电阻为8Ω，当它正常工作时：
(1).电源供给的电功率是多少？
(2).转化为风的电功率是多少？
(3).电动机的发热功率是多少？
7.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求：
（1）该电动机提升重物时，输入的电功率是多少
电动机的机械功率是多少
（2）电动机线圈电阻R（g=10m／s2）
（3）若由于某种原因电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？
8.一台直流电动机线圈电阻r
=1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的总功率及输出的机械功率？