焦耳定律(第一课时).doc

高二、2部 物理 第二、五节 焦耳定律 学案﹙第一课时﹚ 一．学习目标 （一）知识与技能 1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算 2. .理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算 3. 知道电功率和热功率的区别和联系，能区分电功和电热 ﹙二﹚过程与方法：通过有关事例让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程。 ﹙三﹚重点与难点：区别并掌握电功和电热的计算。让学生认识电路中的能量转化。 二．自主预习 ﹙一、电功和电功率1．电功： ； 对自由电子做功．设一段电路两端的电压为U，通过的电流为I.在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量为 (下图)，这相当于在时间t内将电荷q由这段电路的一端移动到另一端．从上一章讲的可知，电场力所做的功W＝ ，而q＝It，所以W＝ (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积． (2)公式：W＝qU＝UIt. (3)单位：在国际单位制中功的单位是 ，符号为 ，常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J. (4)实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功． (5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能，即电功是电能转化为其他形式的能的量度 2.电功率 ﹙1﹚ 定义： 内电流所做的功 ﹙2﹚公式： ﹙3﹚物理意义：表示电流做功的 物理量。 ﹙4﹚单位是 ，符号为 (国际单位制)，常用的还有千瓦(kW)，1 kW＝1 000 W.、 ﹙5﹚用电器的额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率． ②实际功率：用电器的实际工作时消耗的电功率． ﹙二﹚。焦耳定律 1．电热：由于导体的电阻，使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热． 2．内容：电流流过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积． 3．公式：Q＝ 4.热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率。即电能转化为内能的功率， 特别提醒： Q＝I2Rt是电热的定义式，可求任何电路中电流I通过电阻R时产生的热量(电热). 三．要点突破 ﹙一﹚．电功和电热的区别和联系。 (1)功是能量转化的量度，同样，电功是电能转化为其他形式的能的量度．电热是电能转化为内能的量度．可见电功与电热是两个不同的物理量．因此电功的定义式是W＝IUt，电热的定义式是Q＝I2Rt. (2)从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关系为：W≥Q，即IUt≥I2Rt. 特别提醒： 在纯电阻电路中，如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁等构成的电路，电流做功全部转化为内能，电功等于电热，即W＝Q或IUt＝I2Rt，在计算电热和电功时，可采用公式 中任一形式进行计算． 在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等，电流做功将除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有WQ，或IUtI2Rt，此种情况下，电功只能用公式W＝IUt进行计算，电热Q只能用公式Q＝I2Rt计算． 电功 电热 电功与电热的比较 电功实质是静电力移动电荷做的功，W＝qU＝UIt 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q＝I2Rt 电功与电热 的联系与区别 纯电阻电路中，U＝IR，UIt＝I2Rt＝U2t/R 电功等于电热 非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，而且还能做功、电解、形成磁场等等．在非纯电阻电路中电功大于电热，即WQ，UItI2Rt 电功率与电热 功率的关系 纯电阻电路中，P＝UI＝I2R＝ 非纯电阻电路中UII2R，t既不能表示电功，也不能表示电热 ．纯电阻电路和非纯电阻电路的有何区别？ 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器 欧姆定律 遵从欧姆定律I＝ 不遵从欧姆定律：UIR或I 能量转化 电流做功全部转化为内能 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝等 电动机、电解槽等 1：电功与电热混淆．对纯电阻电路与非纯电阻电路区别不清． 点拨：①纯电阻电路：电流通过用电器是以发热为目的，其电功等于电热，W＝Q. ②非纯电阻电路：电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式能为目的，发热不是目的，而有难以避免的