高中物理人教版 (新課標)選修35 焦耳定律導學案

這是一份高中物理人教版 (新課標)選修35 焦耳定律導學案，共4頁。學案主要包含了目標鎖定，前置作業(yè)，課堂探究等內容，歡迎下載使用。
1、從能量轉化的角度理解電功以及電功率，理解電功和能量轉化的關系
2、知道焦耳定律的物理意義，理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非純電阻電路。
【前置作業(yè)】：
1、電功（W）：
（1）定義：所謂電流做功，實質上是導體中的 對自由電荷的 在做功。
（2）表達式：電流在一段電路中所做的功等于這段電路 、電路中的 、 ＿＿＿＿＿＿三者的乘積，即W = 。
（3）單位：國際單位制中電功的單位是＿＿＿。符號為＿＿＿。
（4）物理意義：反應了 轉化為 的多少。
2、電功率（P ）
（1）定義： 內電流所做的功叫做電功率。
（2）表達式：電流在一段電路上做功的功率等于 與 的乘積。即P = 。
（3）單位：國際單位制中電功率的單位是： 。符號為＿＿＿
（4）物理意義：表示電流做功的 。
﹡（5）額定功率：用電器在 （填“額定”或 “實際”）電壓下工作所消耗的電功率。
﹡（6）實際功率：用電器在 （填“額定”或 “實際”）電壓下工作所消耗的電功率
3、焦耳定律：
（1）焦耳定律：內容： 。
表達式：電熱Q = 。
（2）熱功率（P）：定義： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿稱為熱功率。表達式：P = 。【課堂探究】
試從能量轉化的角度分析電功和電熱的關系：
（1）純電阻電路時：
（2）非純電阻電路時：
例題：一個電動機，線圈電阻是0.4Ω，當它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。則：
（1）電動機消耗的電功率是多少？
（2）電動機線圈產生的熱功率是多少？
（3）電動機每分鐘所做的機械功有多少？
針對訓練：
1、關于公式： eq \\ac(○,1) P =IU 、 eq \\ac(○,2) P =I 2R 、 eq \\ac(○,3) P =U 2/R ，下述正確的是： （難度C）
A．公式①適用于任何電路的電功率
B．公式②適用于任何電路的電功率
C．公式①、②、③均適用于任何電路的電功率
D．以上說法均不正確
2、兩個繞線電阻分別標有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，則它們的額定電流之比為：（難度B）
3、一只電爐的電阻絲和一臺電動機線圈電阻相同，都為R。設通過它們的電流相同（電動機正常運轉），則在相同的時間內：（難度A）
A．電爐和電動機產生的電熱相等
B．電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率
C．電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓
D．電爐和電動機兩端電壓相等
4、一個標明“1kΩ，10W”的電阻，允許通過的最大電流為 ，允許加在這個電阻兩端的最大電壓為 。當這個電阻兩端的電壓為40V時，它消耗的實際功率為 。（設電阻阻值不隨溫度變化）（難度C）
5、“220V、5.5kW”的電動機，電阻為0.4Ω，它在正常工作時的電流為 A，1s鐘內產生的熱量是 J，1s內有 J的電能轉化為機械能。（難度B）
6、如圖4，為用直流電源給蓄電池充電的電路。若蓄電池的內阻為r，電流表和電壓表的示數分別為I和U，則輸入蓄電池的功率為 ，蓄電池的發(fā)熱功率為 ，電能轉化為化學能的功率為 。（難度A）
鞏固練習：
一、選擇題
1、關于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是
A.在純電阻電路中，計算電功可用公式W = I 2Rt
B.在非純電阻電路中，計算電功可用公式W = I 2Rt
C.在非純電阻電路中，計算焦耳熱用Q = I 2Rt
D.在純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q = UIt
2、不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是
A.接在110V的電路上時的功率為20W。
B.接在110V的電路上時的功率為10W。
C.接在440V的電路上時的功率為160W。
D.接在220V的電路上時的功率為40W。
3、兩只燈泡分別接在兩個電路中，下列判斷正確的是
A．額定電壓高的燈泡較亮
B．額定功率大的燈泡較亮
C．接在電壓高的電路兩端的那盞燈較亮
D．在電路中實際功率大的燈較亮
4、一根電阻絲在通過2C的電量時，消耗電能是8J。若在相同時間內通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內消耗的電能E分別為 [ ]
A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J
5、把6個相同的小燈泡如圖9所示接成甲、乙兩種形式，調節(jié)變阻器R1和R2使燈泡都能正常發(fā)光，這時R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，則P1和P2的大小關系為
A.P1＞3P2 B.P2＞3P1 C.P1=3P2 D.P2=3P1
二、計算題
6、電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)。如圖11是電飯鍋的電路圖，R1是一個電阻，R2是加熱用的電阻絲。
（1）自動開關S接通和斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？說明理由。
（2）要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半，R1：R2應該是多大？
7、如圖5所示，線路的電壓U=220V，每條輸電線的電阻r=5Ω，電爐A的電阻RA=100Ω。求電爐A上的電壓和它消耗的功率。如果再并聯一個阻值相同的電爐B，兩個電爐上的電壓和每個電爐消耗的功率各是多少？
8、四盞燈泡接成如圖12所示電路。燈泡a、c的規(guī)格為“220V、40A”，燈泡b、d的規(guī)格為“220V、100W”，各個燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率。請排列這四盞燈泡實際消耗功率大小的順序。
9、有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：
（1）電動機正常工作時的輸出功率。
（2）如在正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機在電路中轉子不轉動時為純電阻用電器）
10、如圖2所示，用直流電動機提升重物，重物的質量m=50kg，電源供電電壓為110V，不計各處摩擦，當電動機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流為5A，則電動機線圈的電阻為多少？（g取10m/s2）