焦耳定律学案
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文档简介
高二物理学案
焦耳定律
【目标】
1、从电能向其他形式的能转化时，理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系。
2、知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。
3、从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。
【导学提纲】
一、自学要求：预习课本53——55页，填写知识结构。
二、知识结构
（一）电功和电功率
1.电功：如果电路左右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中，静电力做的功是W=
，把q=It带入得W=
，这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的
、通电时间t三者的
。
2.电功率：单位时间内电流所做的功叫做
。用
表示电功率，P=
，单位：
。
（二）焦耳定律和热功率
1.电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的
。电流在这段电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即
。
2．焦耳定律：由欧姆定律U=IR代入Q=IUt后可得热量Q的表达式
Q=
,即电流通过导体产生的热量跟
成正比，跟导体的
及
成正比。
3.热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，表达式为P=
=
（三）电功和电热比较
1.电功：W=UIt
电功率：P=UI
2.电热：Q=I2Rt
热功率：P=I2R
3.在
电路中W=Q,在
电路中W>Q
【例题】
例1.将两个定值电阻R1、R,2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是（ ）
A.
R1两端的电压为U
B.
两个电阻消耗的总功率为12P1
C.
通过R2的电流变小
D.
R2消耗的功率变小
例2.（多选）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（
）
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．W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt=
U2／Rt只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
例3.如图所示的电路中，电源电压为60V，内阻不计，电阻R=2
Ω，电动机的内阻R0=1.6
Ω，电压表的示数为50
V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。
【当堂达标】
1.
用电器两端电压220V，这意味着
(
)
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.（多选）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
(
)
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.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
【总结】
1.电功：W=
电功率：P=
2.电热：Q=
热功率：P=
3.在
电路中W=Q,在
电路中W>Q
【作业】
1（多选）．如图所示R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后（
）
A．经R1 和R3的电流之比I1：I3=3：1
B．R1两端的电压和R3两端的电压之比U1：U3=4：9
C．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：1：2
D．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：
2：1
2．（多选）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（
）
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．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？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
4．某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？
焦耳定律答案
例1．B
例2．BCD
例3．解：电动机正常工作时，电动机两端的电压U0=50
V
此时通过电路中的电流：
电动机的输出功率P出=U0I-I2R0=50
V×5A-(5A)2×1.6
Ω=210
W
课堂训练
1、D
2、BC
3、C
4、C
课后练习1、AC
2、AD
3、1.5W，8W
4、31W
焦耳定律
【目标】
1、从电能向其他形式的能转化时，理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系。
2、知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。
3、从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。
【导学提纲】
一、自学要求：预习课本53——55页，填写知识结构。
二、知识结构
（一）电功和电功率
1.电功：如果电路左右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中，静电力做的功是W=
，把q=It带入得W=
，这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的
、通电时间t三者的
。
2.电功率：单位时间内电流所做的功叫做
。用
表示电功率，P=
，单位：
。
（二）焦耳定律和热功率
1.电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的
。电流在这段电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即
。
2．焦耳定律：由欧姆定律U=IR代入Q=IUt后可得热量Q的表达式
Q=
,即电流通过导体产生的热量跟
成正比，跟导体的
及
成正比。
3.热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，表达式为P=
=
（三）电功和电热比较
1.电功：W=UIt
电功率：P=UI
2.电热：Q=I2Rt
热功率：P=I2R
3.在
电路中W=Q,在
电路中W>Q
【例题】
例1.将两个定值电阻R1、R,2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是（ ）
A.
R1两端的电压为U
B.
两个电阻消耗的总功率为12P1
C.
通过R2的电流变小
D.
R2消耗的功率变小
例2.（多选）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（
）
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．W=UIt适用于任何电路，而W=I2Rt=
U2／Rt只适用于纯电阻的电路
C．在不是纯电阻的电路中，UI＞I2R
D．焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
例3.如图所示的电路中，电源电压为60V，内阻不计，电阻R=2
Ω，电动机的内阻R0=1.6
Ω，电压表的示数为50
V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。
【当堂达标】
1.
用电器两端电压220V，这意味着
(
)
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.（多选）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
(
)
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.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
【总结】
1.电功：W=
电功率：P=
2.电热：Q=
热功率：P=
3.在
电路中W=Q,在
电路中W>Q
【作业】
1（多选）．如图所示R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后（
）
A．经R1 和R3的电流之比I1：I3=3：1
B．R1两端的电压和R3两端的电压之比U1：U3=4：9
C．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：1：2
D．三个电阻消耗的电功率之比P1：P2：P3=2：
2：1
2．（多选）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（
）
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．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？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
4．某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？
焦耳定律答案
例1．B
例2．BCD
例3．解：电动机正常工作时，电动机两端的电压U0=50
V
此时通过电路中的电流：
电动机的输出功率P出=U0I-I2R0=50
V×5A-(5A)2×1.6
Ω=210
W
课堂训练
1、D
2、BC
3、C
4、C
课后练习1、AC
2、AD
3、1.5W，8W
4、31W