2019-2020年高中物理 焦耳定律教案4 新人教版選修3教學(xué)目的：通過演示和講解使學(xué)一掌握焦耳定律。講解電功和電熱的關(guān)系，知道在有非純電阻元件的電路中，電功大于電熱的道理。教學(xué)重點(diǎn)：區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算。教學(xué)過程復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)提問電功概念。使學(xué)生回答出電功即電流在一段電路上做的功W=UIt。接著向?qū)W生指出電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體總是要發(fā)熱的，這是電流的熱效應(yīng)。電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量的多少與什么因素有關(guān)呢？我們這節(jié)課就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。新課講授：(一)焦耳定律：英國物理學(xué)家焦耳（18181889）經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)研究后指出：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比焦耳定律。Q=I2Rt（1）式說明：a.(1)式表明電流通過導(dǎo)體時(shí)要發(fā)熱,焦耳定律就是研究電流熱效應(yīng)定量規(guī)律的。b.(1)式中各量的單位.(二)電功和電熱的關(guān)系:設(shè)問: 電流通過電路時(shí)要做功,同時(shí),一般電路都是有電阻的,因此電流通過電路時(shí)也要生熱.那么,電流做的功跟它產(chǎn)生的熱之間,又有什么關(guān)系呢?1.純電阻電路.如圖所示,電阻R,電路兩端電壓U,通過的電流強(qiáng)度I.電功即電流所做的功: W=UIt.電熱即電流通過電阻所產(chǎn)生的熱量: Q=I2Rt由部分電路歐姆定律: U=IR W=UIt=I2Rt=Q表明: 在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能(熱能).電功表達(dá)式: W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t電功率的表達(dá)式: P=UI=I2R=U2/R2.非純電阻電路.如圖所示,電燈L和電動機(jī)M的串聯(lián)電路中,電能各轉(zhuǎn)化成什么能?電流通過電燈L時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能.電流通過電動機(jī)時(shí),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能.電流通過電動機(jī)M時(shí)電功即電流所做的功(電動消耗的電能): W=UIt電熱即電流通過電動機(jī)電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱量: Q=I2RtW(=UIt)=機(jī)械能+Q(=I2Rt)表明: 在包含有電動機(jī),電解槽等非純電阻電路中,電功仍等于UIt,電熱仍等于I2Rt.但電功不再等于電熱而是大于電熱了. UItI2Rt 電功表達(dá)式: W=UItQ=I2Rt電功率表達(dá)式: P=UII2R發(fā)熱功率表達(dá)式: P=I2RUI鞏固新課:例題分析:例1：一臺電動機(jī)，額定電壓是110伏,電阻是0.40歐,正常工作時(shí)通過電流為50安.求每秒鐘電流所做的功.每秒鐘產(chǎn)生的熱量.例2：維修電爐時(shí)，將電阻絲的長度縮短十分之一，則修理后的電爐的功率和維修前的功率之比是（ B ）A9：10B。10：9C。10：11D。11：10例3：如果不考慮溫度對電阻的影響，一個(gè)“220V，40W”的白熾泡（ B D ）A 接在110V的線路上它的功率為20WB 接在110V的線路上它的功率為10W接在55V的線路上它的功率為10WC 接在55V的線路上它的功率為2.5W 例4:有一個(gè)直流電動機(jī),把它接入0.2V電壓的電路時(shí),電機(jī)不轉(zhuǎn),測得流過電動機(jī)的電流是0.4A,若把電動機(jī)接入2.0V電壓的電路中,電動機(jī)正常工作,工作電流是1.0A,求電動機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大?如果在電動機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動機(jī)的發(fā)熱功率是多大？（ 1.5W8W ）例5:一臺小型電動機(jī),電樞電阻為20歐,接在電壓為120V的電源上,求:當(dāng)輸入電動機(jī)的電強(qiáng)度為多大時(shí) ,電動機(jī)可得到最大的輸出功率?最大輸出功率為多少?解:電動機(jī)為非純電阻電路故:IU=I2R+P出P出=-I2R+IU當(dāng) I=U/2(R)3(A)時(shí) 電動機(jī)有最大的輸出功率電動機(jī)有最大的輸出功率 P出-32203120180(W)