焦耳定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．從電能向其他形式能的轉(zhuǎn)化理解電功以及電功率，理解電功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系2．知道焦耳定律的物理意義，關(guān)注焦耳定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用3．從能量的轉(zhuǎn)化和守恒理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非電阻電路【重難點】學(xué)習(xí)重點：電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式學(xué)習(xí)難點：電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別【學(xué)習(xí)方法】體驗式學(xué)習(xí)方法類比學(xué)習(xí)方法【預(yù)習(xí)自學(xué)】1.電流做功的多少等于轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場對的力在做功，電荷的減小，其他形式的能在增加；公式：W=，P=。2.電流通過用電器時把能全部轉(zhuǎn)化為能，這樣的電路叫做純電阻電路。3.是電功的普適式，是電功率的普適式，適用于任何電路。4.是電熱的計算式，可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；是熱功率的計算式。5.電流做功的實質(zhì)：【合作探究】一、體驗：電能與其他形式能的轉(zhuǎn)化電烙鐵：電風(fēng)扇：手機電池充電：一、電功和電功率思考下列問題：（1）電場力的功的定義式是什么?（2）電流的定義式是什么?如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，形成電流I，在時間t內(nèi)通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?這相當(dāng)于在時間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中，電場力做了多少功？1.推導(dǎo)電功的表達式：舉例說明：不同的電器做功的快慢不同。2.電功率：（1）定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。（2）定義式：P=IU（3）單位：瓦（W）、千瓦（kW）1kW＝W＝W（4）P額是個定值，P實是個變值。P額≥P實。［說明］1.電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少2.利用電功率的公式P=IU計算時，電壓U的單位用V，電流I的單位用A，電功率P的單位就是W。=qU=UIt是電功的普適式，P=UI是電功率的普適式，適用于任何電路。二．焦耳定律1.觀察實驗：1、電機工作時電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U1=，I1=，2、電機卡住時電壓表和電流表的讀數(shù)記下：U2=，I2=。針對上面的數(shù)據(jù)：你有什么要說的嗎？純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機也是純電阻器件．非純電阻電路：電路中含有電動機在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路．2.焦耳定律推導(dǎo)焦耳定律：3.熱功率：（1）定義：導(dǎo)體在單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量（2）公式：P熱=Q/t=（3）單位：WkW［說明］Q=I2Rt是電熱的計算式，可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計算式。4．電功率與熱功率請比較：兩者的不同【達標(biāo)檢測】1.加在某臺電動機上的電壓是U，電動機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為r，則電動機線圈上消耗的熱功率為（）A．PB．/rC．D．2.某一用直流電動機提升重物的裝置如圖所示．重物的質(zhì)量m＝50kg，電源電動勢E＝110V．不計內(nèi)阻及各處的摩擦，當(dāng)電動機以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度I＝5A，由此可知電動機線圈的電阻R＝。3.把標(biāo)有“220V100W”的燈泡接到220V的電路中，通過燈絲的電流I和實際功率各有多大？若接到110V的電路中結(jié)果又怎樣？（假定燈絲的電阻不變。）4.把兩個相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路，調(diào)節(jié)變阻器，使電燈都正常發(fā)光．若兩電路消耗的總功率分別為P1、P2，兩個變阻器R1、R2消耗的電功率分別為P1'、P2'，則可以判定()(A)P1＝2P2(B)P1＝P2(C)P1'＝2P2'(D)P1'＞2P2'5.一根電阻絲在通過2C的電量時，消耗電能是8J。若在相同時間內(nèi)通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內(nèi)消耗的電能E分別為（）A．U＝4VB．U=8VC．E＝16JD．E=32J6.有一個直流電動機，把它接入電壓的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機正常工作時的輸出功率。（2）如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？