《浙江省臺(tái)州市高中物理第二章恒定電流2.5焦耳定律（1）學(xué)案（無(wú)答案）新人教版選修3-1.doc-匯文網(wǎng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省臺(tái)州市高中物理第二章恒定電流2.5焦耳定律（1）學(xué)案（無(wú)答案）新人教版選修3-1.doc-匯文網(wǎng)（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、5焦耳定律 第1課時(shí)班級(jí) 姓名 第 小組【目標(biāo)1】建立導(dǎo)體中電流形成的情景，理解電流做功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，會(huì)推道電功和電功率的計(jì)算公式 請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出導(dǎo)體中形成電流的條件，舉例說(shuō)明電流做功及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，并推導(dǎo)出電流做功和功率的公式：【目標(biāo)2】知道電流通過(guò)純電阻（電熱元件）時(shí)的電能轉(zhuǎn)化，會(huì)推導(dǎo)焦耳定律，會(huì)結(jié)合歐姆定律求電阻上的電功和電功率。1電流通過(guò)電熱元件（純電阻）時(shí)，把 能轉(zhuǎn)化為 能。由此，請(qǐng)推導(dǎo)電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量Q的表達(dá)式和熱功率的表達(dá)式：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒及歐姆定律，可推得電流通過(guò)電熱元件（純電阻）時(shí)熱量和熱功率的計(jì)算公式有：Q= = = = 。P= = = = 。2請(qǐng)從能量轉(zhuǎn)化關(guān)系上

2、說(shuō)出W=IUt與W=I2Rt，P=IU與P=I2R的區(qū)別：【目標(biāo)3】根據(jù)串、并聯(lián)電路中I、U、R的關(guān)系分析各電阻上消耗的電功率與電阻大小的關(guān)系。1根據(jù)公式P= 可知，串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的電功率與它們的電阻成 比。2根據(jù)公式P= 可知，并聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的電功率與它們的電阻成 比。3根據(jù)公式P=IU= 和P=IU= 可知，串、并聯(lián)電路上消耗的總功率與各個(gè)電阻上消耗的總功關(guān)系是： 。課堂練習(xí)（在下面的方框中完成教材P55-2、3、4、5題）2解：3解：5解：4解：課后練習(xí)1一根電阻絲，在通過(guò)2C的電量時(shí)，消耗的電能是8J若在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)4C的電量時(shí)，電阻絲上所加的電壓U和消耗的電能W各

3、是 （ ）AU=4V，W=16J BU=8V，W=16J CU=4V，W=32J DU=8V，W=32J2有三根阻值相同的電阻絲，把它們串聯(lián)或并聯(lián)后接在同一恒定的電壓上，要取得相同的熱量，則串聯(lián)與并聯(lián)兩種方法所需時(shí)間串與并之比為 （ ）A1:9B9:1 C1:3D3:13三個(gè)阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來(lái)后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為（假設(shè)燈泡電阻不變）()A30WB20WC15WD10W4不考慮溫度對(duì)電阻的影響，一個(gè)“220V100W”的燈泡，下列說(shuō)法正確的是( )A接在110V的線路上的功率為50W B接在110V

4、的線路上的功率為25WC接在440V的線路上的功率為400W D接在55V的線路上的功率為25W5功率為l0W的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通自織燈應(yīng)被淘汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近 （ ）A. 8l08 kW.h B.8l0l0kW.h C.8l0llkW.h D.8l013 kW.h6通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)約0.20.3s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅4080s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中。在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為1.0109V，

5、云地間距離約為l km；第一個(gè)閃擊過(guò)程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60s。假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是 （ ）（ ）A閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1105A B整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為l1014W C閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為l106V/m D整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6106J7.經(jīng)測(cè)定，在夏季雷雨天的一次閃電中，云層與地面間的電勢(shì)差約為1010V,通過(guò)的電荷量為30C。試問(wèn)：在這次閃電中釋放出的電能是多少？如果能把這些能量都利用起來(lái)，給擁有600戶人家的小區(qū)供電，平均每戶每天用電1.5度，那么這些能量夠該小區(qū)用多少天？ 8圖甲是一種家用

6、電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220V)R0是定值電阻，R是可變電阻(調(diào)溫開(kāi)關(guān))，其電阻值均不受溫度影響(1)該電熨斗溫度最低時(shí)的耗電功率為121W，溫度最高時(shí)的耗電功率為484W，求R0的阻值及R的阻值變化范圍(2)假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)在溫度為20的房間使用該電熨斗來(lái)熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220，且保持不變，問(wèn)應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大？1有三個(gè)用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220 V,60 W”現(xiàn)讓它們?cè)陬~定電壓下工作相同時(shí)間，產(chǎn)生的熱量(B)A日光燈最多 B電烙鐵最多 C電風(fēng)扇最多 D一樣

7、多2一根電阻絲，在通過(guò)2C的電量時(shí)，消耗的電能是8J若在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)4C的電量時(shí)，電阻絲上所加的電壓U和消耗的電能W各是 （ D ）AU=4V，W=16J BU=8V，W=16JCU=4V，W=32JDU=8V，W=32J3有三根阻值相同的電阻絲，把它們串聯(lián)或并聯(lián)后接在同一恒定的電壓上，要取得相同的熱量，則串聯(lián)與并聯(lián)兩種方法所需時(shí)間串與并之比為 （ B ）A1:9B9:1 C 1:3D3:14三個(gè)阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來(lái)后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為(C)A30WB20WC15WD10W（假設(shè)燈泡電阻不變）5

8、下表為某飲水機(jī)銘牌上的一部分內(nèi)容. 根據(jù)表中的信息，可計(jì)算出在額定電壓下工作5分鐘消耗的電能約為 （ B ）A.0. 41kWh電器名稱飲水機(jī)制冷功率500 W額定電壓220 V額定容量4.0 LB.0.041kWhC.0.25kWhD.0.025kWh6不考慮溫度對(duì)電阻的影響，一個(gè)“220V100W”的燈泡，下列說(shuō)法正確的是(B)A接在110V的線路上的功率為50W B接在110V的線路上的功率為25WC接在440V的線路上的功率為400W D接在55V的線路上的功率為25W7功率為l0W的發(fā)光二極管（LED燈）的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)。根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通自織燈應(yīng)被淘

9、汰。假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近 （ B ）A. 8l08 kW.h B.8l0l0kW.h C.8l0llkW.h D.8l013 kW.hL1L2L10X1X2X108某實(shí)物投影機(jī)有10個(gè)相同的強(qiáng)光燈L1L10（24V/200W）和10個(gè)相同的指示燈X1X10（220V/2W），將其連接在220V交流電源上，電路見(jiàn)右圖。若工作一段時(shí)間后L2燈絲燒斷，則 （C ）AX1的功率減小，L1的功率增大BX1的功率增大，L1的功率增大CX2的功率增大，其它指示燈的功率減小DX2的功率減小，其它指示燈的功率增大9電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲兩

10、部分，已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它和阻值為R2的電熱絲串聯(lián)設(shè)電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)兩端的電壓為U，通過(guò)線圈的電流為I，消耗的電功率為P，則下列關(guān)系式正確的是 （ D ）APUI BPI2(R1R2)CUI(R1R2) DPI2(R1R2)10一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓是100V，電阻是1。正常工作時(shí)，通過(guò)的電流為5A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為A.500W B.25W C.2500W D.10000W11關(guān)于電功和電熱.以下說(shuō)法正確的是 （ CD ）A.外電路電流做的功一定等于電熱 B.外電路中電流所做的功一定大于電熱C.只有在外電路是純電阻的情況下.電功才等于電熱D.當(dāng)外電路有電動(dòng)機(jī)、電解槽的情況下電流

11、做的功將轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能、化學(xué)能，因此，電功大于電熱12通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)約0.20.3s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅4080s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中。在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為1.0109V，云地間距離約為l km；第一個(gè)閃擊過(guò)程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60s。假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是 （ A C ）（注意“閃電”與“閃擊”的區(qū)別）A閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1105A B整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為l1014W C閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為l106V/mD整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6

12、106J【合作探究】計(jì)算與分析13、在彩色電視機(jī)的顯像管中，從電子槍射出的電子在10的高壓下被加速，形成mA的平均電流求每秒鐘轟擊熒光屏的電子數(shù)目是多少？電子轟擊熒光屏所消耗的功率是多少？顯像管耗電多少度？ 6.2510個(gè)20W210kWh；14.經(jīng)測(cè)定，在夏季雷雨天的一次閃電中，云層與地面間的電勢(shì)差約為1010V,通過(guò)的電荷量為30C。試問(wèn)：在這次閃電中釋放出的電能是多少？如果能把這些能量都利用起來(lái)，給擁有600戶人家的小區(qū)供電，平均每戶每天用電1.5度，那么這些能量夠該小區(qū)用多少天？解答：W=qU=301010=31011J。小區(qū)每天用電W0=6001.53.6106J=3.24109J能

13、供該小區(qū)用310113.24109=92天。15圖甲是一種家用電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220V)R0是定值電阻，R是可變電阻(調(diào)溫開(kāi)關(guān))，其電阻值均不受溫度影響(1)該電熨斗溫度最低時(shí)的耗電功率為121W，溫度最高時(shí)的耗電功率為484W，求R0的阻值及R的阻值變化范圍(2)假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)在溫度為20的房間使用該電熨斗來(lái)熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220，且保持不變，問(wèn)應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大？【解析】(1)溫度最低擋P1溫度最高擋P2由兩式聯(lián)立解得R0100Rmax300所以變阻器阻值范圍是0到300(2)此時(shí)電熨斗表面溫度

14、與環(huán)境溫度之差t22020200由圖象知電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q440J要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率P440WP，440W可得R10，故應(yīng)將R調(diào)至10.16有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A.若把電動(dòng)機(jī)接入2.0V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1.0A.求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率，如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為多大?解析電動(dòng)機(jī)卡住時(shí)，電壓全部被加在電機(jī)的內(nèi)電阻上，由此可求出電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r，即電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，有P出P總P內(nèi)UII2R1.5W.正常工作時(shí)，突然卡住電動(dòng)機(jī)

15、，此時(shí)電壓將全部加在內(nèi)電阻上，電能將全部轉(zhuǎn)化為熱能，有.顯然，這容易引起電動(dòng)機(jī)內(nèi)部線圈過(guò)熱而損壞電機(jī).17下表是一輛電動(dòng)自行車的部分技術(shù)指標(biāo).其中額定車速是指自行車于滿載的情況下在平直道路上以額定功率勻速行駛的速度.額定車速18km/h電源輸出電壓36V整車質(zhì)量40kg充電時(shí)間68h載重80kg電動(dòng)機(jī)額定輸出功率180W電源36V/12Ah電動(dòng)機(jī)額定工作電壓、電流36V/6A請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題（g取10m/s2）：（1）此車所配電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多大？（2）在以額定功率行駛的過(guò)程中車受到的阻力是車重（包括載重）的k倍，試推算k的大小.（1）對(duì)于電動(dòng)機(jī)：W 由表得=180WI=6A根據(jù)=+I2 解出r（2）對(duì)于車：由 當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=f，其中 解出（3）當(dāng)車速為時(shí)牽引力由牛頓第二定律 解出【自主總結(jié)】【鞏固練習(xí)】