教科版物理必修第三册精品课件 第二章 8.焦耳定律 电路中的能量转化 (2).ppt

8.焦耳定律电路中的能量转化第二章

内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑随堂练习

课标定位素养阐释1.理解焦耳定律。2.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。3.理解只含有电阻元件的电路和含有非电阻元件的电路中电功和电热的区别和联系。1.通过对焦耳定律的学习,形成物理观念。2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系,形成科学思维。3.通过对电功和电热相关物理规律的探究,形成科学探究方法。

自主预习新知导学

一、电功和电功率1.电功(1)定义:电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。(2)公式:W=UIt。单位是焦耳,简称焦,符号是J。(3)实质:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力所做的功。

2.电功率(1)定义:电流所做的功W与做这些功所用时间t的比叫作电功率,它在数值上等于单位时间内电流所做的功。(2)公式:P==UI。单位是瓦特,简称瓦,符号为W。(3)意义:表示电流做功的快慢。

二、焦耳定律热功率1.焦耳定律(1)内容:电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的二次方成正比,跟导体的电阻R成正比、跟通电时间t成正比。(2)表达式:Q=I2Rt。(3)焦耳热:电流通过电阻而产生的热。

2.热功率(1)定义:电流通过电阻所产生的热量Q与产生这些热量所用时间t的比叫作热功率,它在数值上等于单位时间内电流通过电阻所产生的热量。(2)表达式:P热==I2R。(3)物理意义:表示电流发热快慢的物理量。

三、电路中的能量转化1.闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现。2.在闭合电路中,电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE,等于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和。即IE=IU+I2r。3.含有反电动势的电路(选学)(1)电路特点:电路中含有电动机、充电电池等,电路中会产生一个与电源电动势相反的电动势,叫作反电动势。(2)能量转化特点:电源输出的电能只有一部分转化为内能,而其余部分转化为化学能或机械能。

【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)电功与电能的单位相同,电功就是电能。()(3)电功率越大,表示电流做功越多。()(4)电功W=UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。()(5)电热Q=I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。()(6)电动机消耗的电能,一部分转化为机械能,一部分转化为线圈内阻上的电热。()×××√√√

2.用电器额定功率越大,接在电路中电流做的功越多,这种说法对吗?提示:不对。电流做功一方面与实际功率有关,另一方面还与通电时间有关,只有实际功率与时间乘积大时,电流做功才多。

3.标有“220V40W”的白炽灯和“220V40W”的电动机,把它们并联后接到220V的照明电路中,二者都能正常工作,它们在相同的时间内产生的电热相同吗?提示:不同。“220V40W”的白炽灯通电时将电能全部转化为内能,而“220V40W”的电动机,通电后消耗的电能大部分转化为机械能,剩余的小部分才转化为内能。

合作探究释疑解惑

知识点一电功和电功率问题引领1.怎样从力和能量转化两个角度分析电流做功?提示:从力的角度看,电流做功本质上是电场力对电荷做功;从能量角度看,电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程。2.讨论电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同,各用什么物理量表示。提示:电流做功快,做功不一定多;电流做功慢,做功不一定少。电流做功的快慢用电功率表示,电流做功的多少用电功表示。电流做功的快慢与做功的时间和做功的多少有关。

归纳提升(1)功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少量,这是电路中能量守恒的体现。(2)电功表达式W=IUt的物理意义:电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。(3)电功率表达式P=IU的物理意义:电流做功的功率,跟这段电路两端的电压、电路中的电流成正比。

典型例题【例题1】(多选)一个电阻接入某电路后,消耗的功率为110W,通过3C的电荷量时,有330J的电能转化为内能,则下列说法正确的是()A.电阻两端所加电压为330VB.通过电阻的电流为1AC.电阻通电时间为3sD.这个电阻的阻值为110Ω

答案:BCD

W=qU是静电场中电场力做功的公式,W=UIt是电流做功的公式,这两个公式本质上是一致的。

【变式训练1】一台自动洗衣机说明书中列出了洗衣机的额定功率为360W,问:(1)这台洗衣机在额定电压工作时,通过洗衣机的电流是多大?(2)如洗衣机累计工作时间为4