2.5 焦耳定律學案（人教版選修3-1）
一、電功和電功率
1．電功：電流做功，就是導體中的對的靜電力在做功，驅動自由電荷做定向移動，其結果是電荷的減少，而其他形式的能增加．電流做的功簡稱電功．
計算公式：用w表示電功，計算公式為表示電流在一段電路中所做的功等於這段電路兩端的電壓u、電流i、通電時間t三者的乘積．
國際單位制中的單位是其他單位還有：千瓦時(kw·h)，也叫度．
2．電功率：單位時間內電流所做的功叫做________．定義式為：p＝
計算公式表示電流在一段電路上做功的功率等於電流i與這段電路兩端的電壓u的乘積．
國際單位制中的單位是其他單位還有：千瓦(kw)．
二、焦耳定律
1．焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的成正比，跟導體的成正比，這一規律叫做焦耳定律．
公式表示為
2．熱功率：單位時間內的發熱量通常稱為熱功率，定義式為：p＝
計算公式為
3．純電阻電路：電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉化為導體的________．
4．非純電阻電路：含有或的電路稱為非純電阻電路．在非純電阻電路中，電流做的功將電能除了轉化為內能外，還轉化為或________.
一、電功和電功率
[問題情境]
在日常生活中，經常會用到家用小電器，例如電吹風、電熨斗等，它們都會分為幾擋，像電吹風可以吹涼風、暖風和熱風．你知道如何計算它們消耗的電能嗎？
1．電流做功的實質是什麼？
2．設加在一段電路兩端的電壓為u，流過電路的電流為i，試推導電流做功的表示式．
[要點提煉]
1．電功的計算式
2．電功率的計算式
二、焦耳定律
[問題情境]
隨著家用電器的增多，特別是空調，電熱器等大功率用電器的使用，引發的火災事故越來越多．據統計很大一部分火災的事故原因是導線、插座或開關等元件溫度公升高而導致的．電流通過導體為什麼會發熱，產生的熱量與哪些因素有關呢？
1．什麼樣的電路是純電阻電路？
2．電功和電熱相等嗎？
[要點提煉]
1．焦耳定律的表示式
2．電功與電熱的關係：純電阻電路中非純電阻電路中
例1 一根電阻絲，在通過2 c的電荷量時電功為8 j．若在相同的時間內通過4 c的電荷量，求電阻絲上的電流做的功和所加的電壓分別是多少？
變式訓練1 有四盞燈，接入如圖1所示的電路中，l1和l2都標有「220 v，100 w」，l3和l4都標有「220 v,40 w」，把電路接通後，最暗的燈將是( )
a．l1b．l2
c．l3d．l4
例2 有乙個直流電動機，把它接入0.2 v電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4 a．若把它接入2 v電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1 a.
(1)求電動機正常工作時的輸出功率．
(2)若在正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發熱功率為多大？
變式訓練2 某吸塵器中的電動機線圈電阻為1 ω，接在220 v的直流電壓下，工作電流為1 a，則吸塵器消耗的電功率為________；發熱損耗的功率為________；轉化為機械能的功率為________．
【即學即練】
1．通過電阻r的電流為i時，在時間t內產生的熱量為q；若電阻為2r，電流為時，則在時間t內產生的熱量為( )
a．4qb．2qcd.
2．下列求解電熱的公式中，對所有電路均適用的是( )
a．q＝uitb．q＝i2rt
c．q＝td．w＝pt
3．一台電動機的輸出功率是10 kw，這表明該電動機工作時( )
a．每秒消耗10 kw電能
b．每秒對外做10 kw功
c．每秒消耗10 kj電能
d．每秒對外做10 kj功
4．電動機的電樞阻值為r，電動機正常工作時，兩端的電壓為u，通過的電流為i，工作時間為t，下列說法中正確的是( )
a．電動機消耗的電能為uit
b．電動機消耗的電能為i2rt
c．電動機線圈產生的熱量為i2rt
d．電動機線圈產生的熱量為
參***
課前自主學習
一、1.恆定電場自由電荷電勢能 w＝uit 焦耳(j) 2.電功率 p＝iu 瓦特(w)
二、1.二次方電阻及通電時間 q＝i2rt 3.內能 4.電動機電解槽機械能化學能
核心知識**
一、[問題情境]
1．實質：因電流是自由電荷在靜電力作用下定向移動形成的，電流做的功，實質上是導體中恆定電場對自由電荷的靜電力做的功．
2．推導：t時間內流過電路的電荷總量q＝it，靜電力移動電荷做的功w＝qu，故t時間內電流做功w＝uit.
[要點提煉]
二、[問題情境]
1．只含白熾燈、電爐等電熱元件的電路是純電阻電路．電流通過純電阻電路做功時，電能全部轉化為導體的內能．
2．在純電阻電路中，兩者相等；在非純電阻電路中，兩者不相等．
[要點提煉]
1．q＝i2rt w＞q
解題方法**
例1 32 j 8 v
解析設電阻絲的電阻為r，據w＝uit＝qu得：u1＝4 v
在相同時間內通過的電荷量變為原來的2倍
據i＝知：i2＝2i1
又據歐姆定律i＝得u2＝2u1＝8 v
電流做的功w2＝u2i2t＝4w1＝32 j.
變式訓練1 c [根據燈泡的額定電壓和額定功率及r＝可知，r1＝r2＜r3＝r4，由於i1＞i2、i3＜i4，所以根據p＝i2r，可知p1＞p2、p3＜p4.由於u2＝u3，所以根據p＝可知，p2＞p3.綜合以上分析有：
p1＞p2＞p3，p4＞p3，所以燈l3實際功率最小，最暗，選c.]
例2 (1)1.5 w (2)8 w
解析 (1)電動機不轉時，說明電動機無機械能輸出，它消耗的電能完全轉化為內能，此時電動機可看做純電阻電路，則r＝＝0.5 ω
當加電壓為2 v、電流為1 a時，電動機正常工作，有機械能輸出，此時電動機為非純電阻電路，消耗的電能等於轉化的機械能和內能之和．
轉化的熱功率為p熱＝i2r＝0.5 w
總功率p總＝ui＝2 w，則輸出功率p出＝p總－p熱＝1.5 w.
(2)若在電動機正常工作時被卡住，電動機無機械能輸出，看做純電阻電路，此時的電熱功率為：p熱′＝＝w＝8 w.
變式訓練2 220 w 1 w 219 w
解析 (1)由公式p＝ui可計算電動機消耗的總功率，因此電動機消耗的總電功率為p總＝ui＝220 w.
(2)p＝i2r只能計算發熱損耗的電功率，發熱損耗的電功率為p熱＝i2r＝1 w.
(3)轉化為機械能的功率可用電動機消耗的總功率減去發熱損耗的電功率來求，所以轉化為機械能的功率為p機＝p總－p熱＝219 w.
即學即練
1．c [由電熱公式q＝i2rt可得q′＝(i)22rt＝i2rt＝q.]
2．b [a、d兩選項適合於任何電路電功的計算．b選項適合於任何電路電熱的計算．c選項只適合於純電阻電路電熱的計算．]
3．d [輸出功率是指電動機單位時間內對外所做的功，d項正確．]
4．ac [電動機為非純電阻元件，由電功、電熱的計算公式知a、c正確．]
焦耳定律修定
課題 焦耳定律 班組名姓名日期 月日編號 18.4 一 學習目標 1.了解電流的熱效應 焦耳定律，2.能用焦耳定律進行簡單的計算 二 學習策略 三 訓練反饋1 電熱既有有利的一面，也有不利的一面 家裡的都是利用電熱的例子，而電視機後蓋有很多孔，就是為了 電動機的外殼有很多翼狀散熱片，使用時與軸相連的...
焦耳定律學案
第4節焦耳定律 預習設疑 一.體驗 用電熱器燒水 問題1 燒水時，隨著通電時間的加長，電熱器產生的熱量越來越 填 多 或 少 問題2 燒水時，電熱絲熱的發紅，而連線電熱絲的導線卻不熱，這說明電熱絲產生的熱量 導線產生的熱量。填 大於 或 小於 2 預習問題 1.通電導體放出的熱量跟那些因素有關？2....
新授課焦耳定律
焦耳定律 一 電功和電功率 1 電功 1 定義 電流在一段電路中所做的功等於這段電路兩端的電壓u 電路中的電流i和通電時間t三者的乘積。2 公式 w iut。3 國際單位 焦，符號為j。4 實質 導體中的恆定電場對自由電荷的靜電力在做功。5 意義 電流做功的過程是電能轉化為其他形式的能的過程，電流做...