河北省石家庄市高中物理 第二章 恒定电流 2焦耳定律

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河北省石家庄市高中物理 第二章 恒定电流 2焦耳定律

‎2-5 焦耳定律 ‎ ‎[学习目标]‎ ‎1.知道并理解电功、电功率的概念,并能利用公式进行有关计算 ‎2.清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系 ‎3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别 ‎[学习过程]‎ 任务一:阅读课本,并回答下面两个问题。‎ ‎1.如图1所示,电路中电流为I,通电时间为t,那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少?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.静电力做的功是多少?‎ ‎2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同,两者间有何关系?‎ ‎1.电功的实质:电流通过一段电路所做的功,实质是电场力在这段电路中所做的功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少量.‎ ‎2.电功的计算公式:W=IUt.‎ 电功的单位:焦耳,符号为J.‎ 常用的单位还有:千瓦时(kW·h),也称“度”,1 kW·h=3.6×106 J.‎ ‎3.电功率:单位时间内电流所做的功.它表示电流做功的快慢.‎ 电功率的计算公式:P==IU,_‎ 电功率的单位:瓦特,符号为W.‎ 任务二:某一电路中只含有某一电器元件,即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种,分析哪些属于纯电阻电路,哪些属于非纯电阻电路.‎ 任务三:阅读课本,写出焦耳定律的表达式,并说出适用条件。‎ ‎1.焦耳定律 ‎(1)电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.‎ ‎(2)公式:Q=I2Rt.‎ ‎2.热功率 ‎(1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值,叫做热功率.‎ ‎(2)表达式:P==I2R.‎ ‎3.纯电阻电路:电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的内能.此时电功等于电热W=Q=UIt=I2Rt=t, 电功率等于热功率P=P热=UI=I2R=.‎ ‎4.非纯电阻电路:含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中,电流做的功一部分转化为机械能或化学能,还有一小部分转化为内能.此时电功大于电热: W=UIt=Q+E其他>Q=I2Rt,电功率大于热功率:P=UI=P热+P其他>P热=I2R.‎ 任务四:完成以下练习,检测本节课学习效果。‎ ‎1.关于三个公式P=UI,P=I2R,P=的适用范围,以下说法正确的是(  )‎ A.第一个公式普遍适用于求电功率,后两式普遍适用于求热功率 B.在纯电阻电路中,三个公式既可适用于求电功率,又可适用于求热功率 C.在非纯电阻电路中,第一个公式可适用于求电功率,第二个公式可用于求热功率,第三个公式没有意义 D.由U=IR可知,三个公式没有任何区别,它们表达相同的意义,所求P既是电功率,也是热功率 ‎2.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内(  )‎ A.电炉放热与电动机放热相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉的功率 ‎3.如图所示,直流电动机线圈的电阻为R,当该电动机正常工作时,电动机两端电压为U,通过电动机的电流为I,则(  )‎ A.电动机内部的发热功率为I2R B.电动机的机械功率为IU C.电动机的总功率为IU D.电动机机械功率为IU-I2R ‎4.有规格为“220 V 1 000 W”的电炉,问它在正常工作时的电阻;如果电压只有200 V,求它实际消耗的功率.‎
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