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1、2022年高中物理 第二章 恒定電流 焦耳定律學(xué)案 新人教版選修3-1
一、導(dǎo)入新課,展示目標(biāo)
1.知道并理解電功、電功率的概念,并能利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.
2.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系.
3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別.
二、課前自學(xué),提出問(wèn)題
1.電荷量為q的電荷在靜電力作用下從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),已知A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U,則靜電力做功為W=______.
2.部分電路的歐姆定律表達(dá)式為I=______.
3.電流做功的過(guò)程即為能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒.
4.如果電路左右兩端的電勢(shì)差是U,在電荷q從左端移到右端的過(guò)程中.靜電
2、力做的功是W=_____,把q=It代入得W=______,這表示,電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的________、通過(guò)時(shí)間t三者的______.
5.單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做__________.用________表示電功率,則有P=________,進(jìn)而得到P=________,單位:瓦特(W).
6.只含白熾燈、電爐等電學(xué)元件的電路是________電路.電流通過(guò)純電阻電路做功時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的______.電流在這段電路中做的功W就等于這段電路發(fā)出的熱量Q,即Q=______=________.
7.由歐姆定律U=IR代入Q=IUt后可得熱量Q
3、的表達(dá)式Q=______,即電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟____________成正比,跟導(dǎo)體的________及____________成正比.這個(gè)關(guān)系最初是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的,我們把它叫做________.
8.單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為熱功率,其表達(dá)式為:P=______.
三、學(xué)習(xí)過(guò)程
1、師導(dǎo)生學(xué),合作探究
探究一、電功和電功率
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
在日常生活中,經(jīng)常會(huì)用到家用小電器,例如電吹風(fēng)、電熨斗等,它們都會(huì)分為幾擋,像電吹風(fēng)可以吹暖風(fēng)和熱風(fēng).它們都是通過(guò)電流做功把電能轉(zhuǎn)化為熱能的.
(1)電流做功的實(shí)質(zhì)是什么?
(2)設(shè)加在一段電路兩端的電壓為U,通過(guò)電路的電流為
4、I,試推導(dǎo)t時(shí)間內(nèi)電流做功的表達(dá)式.
[要點(diǎn)提煉]
1.電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時(shí)間t三者的乘積,公式為W=_____.
2.電功率的表達(dá)式為P=_____,反映了電流做功的快慢.
探究二、焦耳定律
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
1.某同學(xué)家中有一只電爐,電阻為50 Ω,試計(jì)算該電爐接到220 V電源上在100秒的時(shí)間內(nèi)消耗的電能和產(chǎn)生的熱量.
2.某同學(xué)家中有一電風(fēng)扇,電阻為80 Ω,當(dāng)加上220 V的電壓時(shí)電流為0.25 A,試計(jì)算該風(fēng)扇工作100 秒時(shí)間消耗的電能和產(chǎn)生的熱量.
3.通過(guò)上面的計(jì)算比較消耗的電能和產(chǎn)生的
5、熱量之間的關(guān)系.
二次備課
[要點(diǎn)提煉]
1.電功的計(jì)算公式為W=_____,電功率的計(jì)算公式為P=____.電熱的計(jì)算公式為Q=______(焦耳定律),熱功率的計(jì)算公式為P熱=______.
2.純電阻電路:電流通過(guò)純電阻電路做功時(shí),電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的____.
3.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(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為________或________.
4.純電阻電路中:W=Q=UIt=I2Rt=t
P=P熱=UI=I2R=
非純電阻電路中:W=UIt>Q=I2Rt
P=U
6、I>P熱=I2R
2、互動(dòng)交流,突破疑難
例1 下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是( )
A.電功率越大,電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多
B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=t只適用于純電阻電路
C.在非純電阻電路中,UI>I2R
D.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路
例2 額定電壓都是110 V,額定功率PA=100 W,PB=40 W的燈泡兩盞,若接在電壓為220 V的電路上,使兩盞燈炮均能正常發(fā)光,且消耗功率最小的電路是( )
例3 如圖所示的電路中,電源電壓為60 V,內(nèi)阻不計(jì),電阻R=2 Ω,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0=1.6 Ω,電壓表的示數(shù)為50 V,電動(dòng)機(jī)正常工作,求電動(dòng)機(jī)的輸出功率.
四、當(dāng)堂檢測(cè),競(jìng)爭(zhēng)展示
《步步高導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)》P41自我檢測(cè)區(qū) 1-4題
五、暴露問(wèn)題,反饋小結(jié)
六、作業(yè)布置,拓展提高
第二章 訓(xùn)練6
七、反思總結(jié)