2019-2020年高中物理 焦耳定律教案2 新人教版選修3.doc
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2019-2020年高中物理 焦耳定律教案2 新人教版選修3 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 初步了解焦耳定律,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.電流做功的多少等于 轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量;所謂電流做功,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì) 的 力在做功,電荷的 減小,其他形式的能在增加;公式:W= ,P= 。 2.電流通過(guò)用電器時(shí)把 能全部轉(zhuǎn)化為 能,這樣的電路叫做純電阻電路。 三、提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì) 2.掌握焦耳定律,并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 3.理解電功和電熱的關(guān)系,能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱 二、學(xué)習(xí)過(guò)程 1.電功和電功率 (1)電功是電流通過(guò)一段電路時(shí),電能轉(zhuǎn)化為其他形式能(電場(chǎng)能、機(jī)械能、化學(xué)能或內(nèi)能等)的量度。 (2)W= qU=UIt是電功的普適式,P= UI是電功率的普適式,適用于任何電路。 2.焦耳定律和熱功率 (1)電熱則是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度. (2)Q=I2Rt是電熱的計(jì)算式,可以計(jì)算任何電路中電流I 通過(guò)電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量(電熱);P=I2R是熱功率的計(jì)算式, 3.電功和電熱 (1)在純電阻電路中:電流通過(guò)用電器以發(fā)熱為目的,例如電爐、電熨斗、電飯鍋,電烙鐵、白熾燈泡等。這時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電功等于電熱,即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=. (2)在非純電阻電路中:電流通過(guò)用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時(shí)電路消耗的電能,即W=UIt分為兩部分,一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(例如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能);另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2R t(電樞的電阻生熱).這里W=UIt不再等于Q=I2Rt,應(yīng)該是W=E其他+Q. (3)電功和電熱是兩個(gè)不同的物理量,只有在純電阻電路中,電功才等于電熱,W=Q=UIt=I 2R t=;在非純電阻電路中,電功大于電熱,W>Q,這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算,兩式不能通用。 例1 一臺(tái)電風(fēng)扇,內(nèi)阻為20 Ω,接上220 V電壓后,消耗功率66 W,問(wèn): (1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少? (2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少?轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少?電動(dòng)機(jī)的效率是多少? (3)如果接上電源后,電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流,以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少? 三、反思總結(jié) 四、當(dāng)堂檢測(cè) 1. 用電器兩端電壓220V,這意味著( ) A.1A電流通過(guò)用電器時(shí),消耗的電能為220J B.1C正電荷通過(guò)用電器時(shí),產(chǎn)生220J的熱量 C.1A電流通過(guò)用電器時(shí),電流的發(fā)熱功率為220W D.1C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí),電場(chǎng)力做功220J 2. 一燈泡標(biāo)有“220V,100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化),則有( ) A.燈泡的實(shí)際功率為50WB.燈泡的實(shí)際功率為25W C.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的 D.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的 3.下圖電路中,電燈L1、L2都標(biāo)有“220V,100W”;電燈L3、L4都標(biāo)有“220V,40W”.將A、B兩端接入電源,最暗的燈是 ( ) A.L1 B.L2 C.L3 D.L4 4.把兩個(gè)相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個(gè)電路里,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩燈都正 常發(fā)光,兩電路中消耗的總功率分別為和,可以斷定( A.〉 B.〈 C.= D.無(wú)法確定 5. 輸電線總電阻為r,輸送的電功率是P,送電電壓為U,則用戶得到的功率為( ) A.P B. C. D. 6.一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U,電流為 I,線圈內(nèi)阻為 R,當(dāng)它工作時(shí),下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( ) A.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2/R B.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2R C.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2R D.電動(dòng)機(jī)的功率可寫作IU=I2R=U2/R 7.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī),把它接入0.2V電壓的電路時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A,若把它接入2V電壓的電路中,電動(dòng)機(jī)正常工作,工作電流是1A。求: (1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率 ; (2)如在正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住,此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大?(提示:電動(dòng)機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器) 8.某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大? 9.微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定,當(dāng)加上0.3 V的電壓時(shí),通過(guò)的電流為0.3 A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.0 V時(shí),電流為0.8 A,這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作,則吸塵器的效率為多少? 課后練習(xí)與提高 1.關(guān)于電功,下列說(shuō)法中正確的有( ) A.電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功 B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.電場(chǎng)力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度 D.電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等 2. 一盞電燈直接接在恒定的電源上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線后,再接在同一電源上,在導(dǎo)線上損失的電功率是9W,那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率將( ) A.大于91W B.小于91W C.等于91W D.條件不足,無(wú)法確定 3. A、B、C三個(gè)燈泡如圖所示的方式連接時(shí),各自消耗的實(shí)際功率相同,則PA:PB:PC為( ) A.1:1:1 B.1:2: 2 C.2:1:1 D.1:4:4 4.圖中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通電后 ( ) A.經(jīng)R1和R3的電流之比I1:I3=3:1 B.R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1:U3=4:9 C.三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:1:2 D.三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2: 2:1 5. 兩個(gè)電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中.欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是( ) A.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián) B.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián) C.用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián) D.用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián) 6.理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng),電熱絲給空氣加熱,得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R1 ,它與電熱絲電阻值R2 串聯(lián)后接到直流電源上,吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U,電流為I消耗的功率為P,則有 ( ) A. B. C. D. 7.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻r =1Ω,與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián),當(dāng)所加電壓U=150V,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表示數(shù)100V,求電動(dòng)機(jī)消耗的功率及輸出的機(jī)械功率。 8.如圖所示是電飯煲的電路圖,S1是一個(gè)限溫開關(guān),手動(dòng)閉合,當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103℃)時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開;S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān),當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,溫度高于80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時(shí)的指示燈,它在保溫狀態(tài)下是不亮的,黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω,加熱電阻絲R3=50Ω,兩燈的電阻不計(jì)。 (1)根據(jù)電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過(guò)程 (包括加熱和保溫的過(guò)程)。 (2)簡(jiǎn)要回答,如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲能將飯煮熟嗎? (3)計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比。 9.一臺(tái)國(guó)產(chǎn)XQB30—13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說(shuō)明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表,試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算: 額定電壓 220 V 額定頻率 50 Hz 額定洗衣、脫水功率 360 W 額定洗衣、脫水容量 3 kg 整機(jī)質(zhì)量 33 kg 外形尺寸(長(zhǎng)寬高) (542550920)mm3 (1)這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時(shí),通過(guò)洗衣機(jī)的電流是多大? (2)如洗衣、脫水的累計(jì)時(shí)間為40 min,則洗衣機(jī)耗電多少? 2.5 焦耳定律 學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案 (3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為純電阻,通過(guò)電風(fēng)扇的電流 I= A=11 A 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率 P=IU=11220 W=2420 W 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率 P內(nèi)=I2R=11220 W=2420 W 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.電能 自由電荷 靜電力 電勢(shì)能 2.電 內(nèi) 當(dāng)堂檢測(cè) 1、D 2、BC 3、C 4、C 5、B 6、AD 7、1.5W,8W 8、31W 9、60%. 課后練習(xí)與提高 1、AC 2、B 3、D 4、AC 5、A 6、AD 7、P=IUM=5100=500W P熱=I2r =25W P機(jī)=P-P熱=500-25=475W 8、(1)電飯煲盛上食物后,接上電源,S2自動(dòng)閉合,同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1關(guān)閉,這時(shí)黃燈短路紅燈亮,電飯堡處于加熱狀態(tài),加熱到80℃時(shí),S2自動(dòng)斷開,S1仍閉合待電飯煲中水燒干后,溫度升高到103℃時(shí).開關(guān)S1自動(dòng)斷開,這時(shí)飯已煮熟,黃燈亮,電飯煲處于保溫狀態(tài)由于電飯堡散熱,待溫度下降至70℃時(shí),S2自動(dòng)閉合,電飯煲重新處于加熱狀態(tài),待溫度上升到80℃時(shí),又自動(dòng)斷開,電飯煲再次處于保溫狀態(tài).(2)不能,因?yàn)槿绻婚]合S1,則只能將食物加熱至80℃.(3)設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí),功率為P1,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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