高一物理最新教案-第二章电功和电功率焦耳定律 精品
高中物理 电功和电功率 焦耳定律2教案 新人教版必修2
第17单元：电功和电功率 焦耳定律【教学结构】一、电功电功、电功率、电热是本章书的重要概念，也是学生学习的难点，教学过程中必须给以足够的重视。
1.复习电场力做功：W=U q ，U 为电场中两点间电势差，在电路中即为导体两端电压，q 为电量，电路中为流过导体截面电量。
2.电功：电流做的功简称电功。
导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。
W=UI t ，电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
3.电流做功，把电能转化为其它形式的能(1)电流通过纯电阻（电灯，电炉子等）电路做功，把电能转化为内能。
(2)电流通过电解液做功，把电能转化为化学能。
(3)电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能。
二、电功率1.定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率，用p 表示电功率则 p t W =UI ，p 的单位：瓦特W ，U ：伏特V I ：安培A 。
2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢，亦为单位时间电流做的功。
灯越亮电功率越大。
3.额定电压：用电器安全正常工作的最大电压。
日常照明灯泡额定电均为220V ，机床上用的灯泡额定电压为36V 。
额定功率：用电器安全正常工作的最大功率。
照明灯泡上标有220V 60W ，60W 即为额定电功率。
额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。
4.注意区别额定功率和实际功率。
实验：把“220V 30W ”和“220V 100W ”的灯泡并联在220V 电路上和串联后接入220V 电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V 电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W 的灯比30W 的灯亮很多，串联后接在220V 电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W 灯比100W 灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。
选修3-1第二章第5节《焦耳定律》教案
课前
准备
研读教材，预计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点；在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课，制作教学用的PPT,收集相关教学资源。
导学过程设计
程序设计
学习内容
教师行为
学生行为
授课教师
课题
§2.4焦耳定律
备课教师
郭运超
课程导学目标
目标解读
1.理解电功的概念,理解电功是指静电力对自由电荷所做的功,知道电功的公式,能应用公式进行有关的计算。
2.理解电功率的概念和公式,会应用公式进行有关的计算。
3.知道电功率和热功率的区别和联系。
4.知道静电力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能的过程。
本主题的小问比较多，教师可事先或临时安排各个小组展示，注意尽可能均匀分配机会。一个小问一个小问解决，教师点评主要从以下方面：
1.点评知识内容
2.点评思路方法
3.点评疑难点
4.拓展新知识\新思路\新方法。
(1)用电器通电后,可以将电能转化为其他形式的能量。根据我们的生活经验和所见所闻列举常见的用电器,并说明该用电器将电能主要转化成什么能。
板书
PPT课件
主题2：
焦耳定律
焦耳定律和电功的公式看上去差不多，但要注意他们的区别。纯电阻电路和非纯电阻电路要能够区分。
(1)如何理解电流的热效应?电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关?
(2)分析比较纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和热量的关系。
(3)探究电功率与热功率的含义及其计算公式分别是什么,它们是否相等?
学法指导
电功是电流做功，也就是电场力做功。
焦耳定律教案高中物理
焦耳定律教案高中物理
【教学目的】
1. 了解焦耳定律的概念及公式；
2. 能够应用焦耳定律解决相关问题；
3. 培养学生实验操作能力。
【教学重点】
焦耳定律的理解及应用。
【教学难点】
理解焦耳定律的物理意义。
【教学准备】
1. 实验仪器和材料：电源、电阻、导线、电流表、电压表；
2. 实验操作流程。
【教学过程】
一、导入（5分钟）
1. 引入问题：大家知道什么是焦耳定律吗？它和我们日常生活中的哪些物理现象有关？
2. 引导学生思考并做简要讨论。
二、理论讲解（10分钟）
1. 介绍焦耳定律的概念：电流通过导体时，导体的单位长度内发热功率与电流强度的平方成正比，与导体的电阻成正比。
2. 给出焦耳定律的数学表达式：P = I^2R。
3. 讲解焦耳定律的物理意义和应用。
三、实验操作（20分钟）
1. 学生分组进行实验操作，测量电流强度、电压和电阻，计算导体的发热功率。
2. 辅导学生如何正确使用实验仪器，进行实验数据的记录和分析。
四、讨论与反思（10分钟）
1. 学生展示实验结果，并进行数据比较和讨论。
2. 引导学生思考：如何提高导体的发热功率？焦耳定律对我们日常生活中的哪些方面有帮助？
五、总结（5分钟）
1. 总结焦耳定律的物理概念和公式；
2. 强调实践中应用焦耳定律的重要性。
【课后作业】
1. 思考：电炉、电热毯等电热器具是如何利用焦耳定律产生热量的？
2. 阅读相关资料，了解焦耳定律在不同领域的应用。
以上是一份高中物理焦耳定律的教案范本，可根据具体教学内容和实际情况进行调整和完善。
高中物理选修新课标人教版选修3-1第二章2 5 焦耳定律 教案
第二章恒定电流2.4 焦耳定律【教学目标】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
了解公式2（2R）、2（2）的适应条件。
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：区别电功和电热【自主预习】1.能量转化电炉通电时，能转化为能；电动机通电时，能转化为能；蓄电池充电时，能转化为能；电能转化成其他形式能的过程就是的过程，电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。
2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动，结果电荷的电势能，其他形式的能。
电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。
计算式为。
3.电功率电流做的功叫电功率。
用表示电功率，表达式为。
电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。
4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的电阻及通电时间成。
这个关系最初是由实验得到的。
5.表达式。
6.热功率的发热量通常称为热功率，表达式为。
7.电功与热量的关系①纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路：非纯电阻电路：②电功与热量：在纯电阻电路中：在非纯电阻电路中：【典型例题】一、基本概念的理解【例1】3．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是( )A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2C．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝I2D．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q＝【例2】一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A．4 V,16 J B．8 V,16 JC．4 V,32 J D．8 V,32 J二、电功和电热的区别【例3】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V，电流为0.3 A．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？【例4】、某一用直流电动机提升重物的装置如图1所示，重物质量50，电源提供恒定电压110V，不计各处摩擦，当电动机以0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度5A。
高中物理 第2章 6 焦耳定律 电路中的能量转化教案
6 焦耳定律 电路中的能量转化[学习目标] 1.掌握电功、电功率、电热、电热功率等基本概念．(重点) 2.理解焦耳定律，并能进行有关计算．(重点) 3.理解电功和电热的关系，能从能量转化和守恒的角度区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热．(难点) 4.知道电源的总功率、电路的输出功率、电源内阻消耗功率的概念并明确它们之间的关系．(重点、难点)一、电功 电功率1．电功(1)定义：电场力移动电荷所做的功．(2)大小：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．(3)公式：W ＝UIt ．(4)国际单位：焦耳，符号J.(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：电流所做的功与做这些功所用时间的比值，即单位时间内电流所做的功．(2)公式：P ＝W t＝UI .(3)国际单位：瓦特．符号：W.(4)大小：一段电路上的电功率P 等于这段电路两端的电压和电路中电流I 的乘积．(5)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跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比．(2)公式：Q ＝I 2Rt ．2．焦耳热电流通过电阻而产生的热量．3．热功率(1)定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．即单位时间内电阻通电所产生的热量．(2)公式：P 热＝Q t ＝I 2R ．4．焦耳热的应用与危害(1)应用：利用电流的热效应来加热、烘干物体，如电烙铁、电烤箱、电暖气、电炉、电饭锅、电熨斗等．(2)危害：①减少用电器的使用寿命．②烧坏用电器甚至引起火灾．三、电路中的能量转化1．电源内部的能量转化在电源内部，通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．2．电路中的能量转化(1)纯电阻电路中：P电＝P热．(2)在非纯电阻电路中：P电＝P热＋P其它．3．闭合电路的功率分析(1)公式表达：由闭合电路欧姆定律可得IE＝IU＋I2r．(2)物理意义：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．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电流做功越多，电功率越大．( )(2)电流做功的过程实质上是静电力做功的过程．( )(3)焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路．( )(4)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝U2R没有任何区别，它们表达相同的意义，所有P都是电功率．( )(5)电源的输出功率随外电阻R的增大而增大．( )[答案](1)×(2)√(3)√(4)×(5)×2．(多选)关于功率的三个公式P＝UI，P＝I2R，P＝U2R的适用范围，以下说法正确的是 ( )A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率B ．在纯电阻电路中，三个公式既可用于求电功率，又可用于求热功率C ．在非纯电阻电路中，第一个公式可用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D ．由U ＝IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所以P 既是电功率，也是热功率BC [在纯电阻电路电功率等于热功率，即P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R；在非纯电阻电路中电功率大于热功率，即P 电＝UI ＞P 热＝I 2R ，而P ＝U 2R无实际意义，故B 、C 正确，A 、D 错误．] 3．(多选)如图，a 表示某电源路端电压随电流变化的图线，b 表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断正确的是( )A ．阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率B ．阴影部分的面积表示电源的输出功率C ．当α＝β时，电源的输出功率最大D ．当α＝β时，电源的效率最高BC [阴影部分的面积表示外电阻消耗的功率或电源的输出功率，A 错误，B 正确；当α＝β时说明外电阻的阻值R 与电源内阻r 相等，此时电源的输出功率最大，此时效率为η＝RR ＋r ＝50%，故C 正确，D 错误．]功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ， 各电阻上的电功率与电阻成正比总功率P 总＝UI ＝（U 1＋U 2＋…＋U n）I ＝ P 1＋P 2＋…＋P n2．并联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各支路电压相同，根据P ＝U 2R ，各支路 电阻上的电阻功率与电阻成反比总功率P 总＝UI ＝U （I 1＋I 2＋…＋I n）＝ P 1＋P 2＋…＋P n3．结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和．【例1】 现有标有“110 V 40 W ”的灯泡L 1和标有“110 V 100 W ”的灯泡L 2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R ，将它们接在220 V 的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是( )A BC D思路点拨：①在该电路中，既要保证两灯泡都正常发光，又要保证消耗的功率最小．②运用排除法，先判断哪些电路不能正常发光，在正常发光情况下，抓住整个电路消耗的功率等于各个用电器消耗的功率之和求出总功率，寻找功率最小的电路．C [L 1(110 V 40 W)和L 2(110 V 100 W)的额定电压相同，由P ＝U 2R可知R 1＞R 2，由串、并联电路电流、电压特点可知A 、D 中L 1、L 2一定不会同时正常发光；虽然B 、C 都能使L 1、L 2同时正常发光，但B 中P 总＝2(P 1＋P 2)，C 中P 总＝2P 2，故选项C 正确．](1)额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，也是用电器两端电压为额定电压(或通过的电流为额定电流)时消耗的电功率．用电器铭牌上所标的功率即为额定功率．(2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率．训练角度1 对电功和电功率的理解1．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝IUt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，IU ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 BCD [电功率公式P ＝W t，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 不对．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路．而I ＝U R只适用于纯电阻电路，B 对．在不是纯电阻的电路中，电流做的功等于焦耳热与其他形式的能之和，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 对．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 对．]训练角度2 串、并联电路中功率的计算2．R 1和R 2分别标有“2 Ω，1.0 A ”和“4 Ω，0.5 A ”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )A ．1.5 WB ．3.0 WC ．5.0 WD ．6.0 W A [把R 1和R 2串联后，由于R 2的最大电流较小，所以串联后的最大电流为0.5 A ，串联后的总电阻为6 Ω，所以电路的最大功率为P ＝I 2R ＝0.52×6 W ＝1.5 W ，所以A 正确．]电功与电热的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器 是否服从欧姆定律 遵从欧姆定律I ＝U R 不遵从欧姆定律，U ＞IR 或I ＜UR能量转化电功、电功率W＝UIt＝I2Rt＝U2RtP＝UI＝I2R＝U2RW＝UItP＝UI电热、电热功率Q＝UIt＝I2Rt＝U2RtP热＝UI＝I2R＝U2RQ＝I2RtP热＝I2R关系W＝Q P＝P热W＞Q P＞P热电动机的功率：电动机的总功率(输入功率)：P总＝UI.电动机的热功率：P热＝I2r.电动机的输出功率(机械功率)：P出＝UI－I2r.电动机的效率：η＝P出P总×100%＝UI－I2rUI×100%＝⎝⎛⎭⎪⎫1－IrU×100%.【例2】规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接上220 V电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．思路点拨：①发热功率为P热＝I2R.②转化为机械能的功率为：P 机＝P 电－P 热．③电动机不转动时，可视为纯电阻．[解析] (1)排气扇在220 V 电压下正常工作，电流I ＝P U ＝36220A ＝0.16 A发热功率P 热＝I 2R ＝0.162×40 W ＝1 W转化为机械能的功率P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35W .(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机相当于纯电阻，电能全部转化为内能，此时的电流I ′＝U R ＝22040A ＝5.5 A. 电动机消耗的功率等于发热功率P ′＝P 热＝I ′U ＝5.5×220 W ＝1 210 W由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈．[答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W解答有关电动机问题时注意(1)当电动机不转时可以看成纯电阻电路，P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R均成立．(2)当电动机正常工作时，是非纯电阻电路P 电＝UI ＞P 热＝I 2R ，U ≠IR 而有U ＞IR .(3)输入功率指电动机消耗的总功率．热功率是线圈电阻的发热功率．输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率．三者的关系：UI ＝I 2R ＋P 机．训练角度1 焦耳定律的应用1．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I 2时，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C ．Q 2 D ．Q 4C [Q ＝I 2Rt ，Q ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22·2Rt ＝12I 2Rt ＝Q 2，C 项正确．] 训练角度2 非纯电阻电路的分析及相关计算2.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和2.0 V ．重新调节R 使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( )A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．18 WA [当电动机停止转动时，由题得电动机的电阻：R ＝U I ＝20.5Ω＝4 Ω；当电动机正常转动时，电动机的总功率：P ＝U 1I 1＝24 V ×2 A ＝48 W ，电动机的发热功率：P R ＝I 21R ＝(2 A)2×4 Ω＝16 W ；电动机正常运转时的输出功率是：P输出＝P －P R ＝48 W －16 W ＝32W ．故选A.]闭合电路中的功率和效率(1)电源的总功率：P 总＝IE . (2)电源的输出功率：P 出＝IU . (3)电源内部的发热功率：P 内＝I 2r . (4)三者关系：P 总＝P 出＋P 内．2．纯电阻电路中输出功率与外电阻的关系P 出＝I 2R ＝E 2（R ＋r ）2R ＝E 2R （R －r ）2＋4Rr＝E 2（R －r ）2R＋4r . (1)当R ＝r 时，电源有最大输出功率P 出max ＝E 24r.(2)输出功率P 出与外电阻R 的图像分析．①当R ＝r 时，输出功率最大，P 出max ＝E 24r.②当R <r 时，若R 增大，P 出增大，当R >r 时，若R 增大，则P出减小．③除R ＝r 外，图像上总有两点输出功率P 出相等，如图中R 1与R 2，则有：⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 1＋r 2×R 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 2＋r 2×R 2 整理得：R 1R 2＝r 2. 3．电源的效率η＝P 外P ＝IU 外IE ＝U 外E ＝IR I （R ＋r ）＝R R ＋r ＝11＋rR，可见，外电阻R越大，电源的效率越高，当电源有最大输出功率时，η＝50%，此时电源的效率并不最高．【例3】 如图所示，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，保护电阻R 0＝0.5 Ω，求：当电阻箱R 读数为多少时，保护电阻R 0消耗的电功率最大，并求这个最大值．思路点拨：R 0为定值电阻，其功率P 0＝I 2R 0，欲使P 0最大，需使I 最大．[解析] 保护电阻消耗的功率为P 0＝E 2R 0（r ＋R ＋R 0）2，因R 0和r 是常量，而R 是变量，所以R 最小时，P 0最大，即R ＝0时，P 0max＝E 2R 0（r ＋R 0）2＝62×0.5（1＋0.5）2 W ＝8 W. [答案] 8 W1．例题中条件不变，求当电阻箱R 读数为多少时，电阻箱R 消耗的功率P R 最大，并求这个最大值．[解析] 这时要把保护电阻R 0与电源内阻r 算在一起，据以上结论，当R ＝R 0＋r 即R ＝(1＋0.5)Ω＝1.5 Ω时，P R max ＝E 24（r ＋R 0）＝624×1.5W ＝6 W. [答案] 1.5 Ω 6 W2．在例题中，若电阻箱R 的最大值为3 Ω，R 0＝5 Ω，求：当电阻箱R 读数为多少时，电阻箱R 的功率最大，并求这个最大值．[解析] 把R 0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r 等为6 Ω，而电阻箱R 的最大值为3 Ω，小于6 Ω，P ＝⎝⎛⎭⎪⎫E R ＋r 等2R ＝E 2（R －r 等）2R＋4r 等，则不能满足R ＝r 等，当电阻箱R 的电阻取3Ω时，R 消耗功率最大，最大值为P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R ＋r 等2R ＝43 W. [答案] 3 Ω 43W3．例题中条件不变，求电源的最大输出功率． [解析] 由电功率公式P出＝⎝⎛⎭⎪⎫E R 外＋r 2R 外＝E 2（R 外－r ）2R 外＋4r ，当R 外＝r 时，P 出最大，即R ＝r －R 0＝0.5 Ω时，P 出max ＝E 24r ＝624×1W ＝9 W.[答案] 9 W在串联的纯电阻电路中(1)当变阻器阻值为零时，定值电阻的功率最大．(2)在可变电阻阻值等于等效电源内阻时，可变电阻功率最大，若二者不可能相等，则是在二者最接近时，可变电阻的功率最大．1．电功率的计算公式P ＝R中，U 是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于 ( )A ．计算电冰箱的功率B ．计算电风扇的功率C ．计算电烙铁的功率D ．计算洗衣机的功率C [公式P ＝U 2R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误．]2．(多选)如图所示电路，灯L 1标有“24 V 16 W”，灯L 2标有“12 V 16 W”，两灯串联后接在电压为U 的电路中，要保证两灯不损坏，则 ( )A ．两灯实际功率之比为4∶1B ．电压U 的最大值为30 VC ．灯L 1两端电压与总电压U 之比为2∶3D ．U ＝36 V 时，灯L 1、L 2均正常发光AB [I L1＝P U 1＝1624 A ＝23A ，R L1＝U 21P ＝24×2416 Ω＝36 ΩI L2＝P U 2＝1612 A ＝43 A ，R L2＝U 22P ＝12×1216Ω＝9 Ω由串联电路特点可知P L1∶P L2＝R L1∶R L2＝4∶1，A 项正确；U m＝U L1＋U ′L2＝24 V ＋23×9 V ＝30 V ，B 项正确；U L1∶U ＝R L1∶(R L1＋R L2)＝4∶5，故C 项错误；当U ＝36 V 时U L1＝45U ＝28.8 V ＞24 V ，L 1灯已烧坏，D 项错误．]3．(多选)如图所示，直线A 、B 分别为电源a 、b 的路端电压与电流的关系图像，设两个电源的内阻分别为r a 和r b ，若将一定值电阻R 0分别接到a 、b 两电源上，通过R 0的电流分别为I a 和I b ，则( )A ．r a ＞r bB ．I a ＞I bC ．R 0接到a 电源上，电源的效率较低D ．R 0接到b 电源上，电源的效率也较低ABC [路端电压与电流的关系图像中，由U ＝E －Ir 可知图像与纵坐标的交点为电源电动势，图线的斜率的绝对值表示电源内阻，由此可知A 的电动势较大，内阻也较大，选项A 正确；如果画出电阻R 0的路端电压和电流的关系图像，与A 的U I 图交点对应的电流较大，由此可知I a ＞I b ，选项B 正确；由效率公式η＝UI EI ＝R R ＋r＝11＋r R，可知内电阻越大电源效率越低，由此可知A 的效率较低，选项C 正确，选项D 错误；故选A 、B 、C.]4．如图是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的19，电流为1.40 A ，已知分压电阻的阻值是R ＝100 Ω.求：(1)保温时，电阻R 两端的电压； (2)稳压电源输出的电压； (3)电热丝的额定功率．[解析] (1)电阻R 两端的电压为U R ＝IR ＝1.40×100 V ＝140 V.(2)设电热丝的电阻为r ，电源输出电压为U ，则⎝ ⎛⎭⎪⎫U R ＋r 2r ＝19·U2r 解得：r ＝50 Ω. 所以电源电压为U ＝I (R ＋r )＝1.40×(100＋50) V ＝210 V. (3)电热丝的额定功率为P ＝U 2r ＝210250W ＝882 W.[答案] (1)140 V (2)210 V (3)882 W。
电功和电功率专题复习教案
电功和电功率专题复习教案一、复习目标：1．知道电功及其单位，掌握电功的公式，知道电能表是测量电功的仪表2．掌握电功率的概念，理解额定功率3．理解焦耳定律，知道电热器的原理4．会测小灯泡的电功率二、复习重、难点：1．理解电功的概念2．理解电功率的概念，掌握电功率的计算公式3．理解额定功率和实际功率的概念4．理解焦耳定律及有关计算三、复习方法：讲练结合法四、教具准备：多媒体幻灯片五、教学过程：[一]．知识梳理：（一）电功1、定义：，实质是；2、公式：推导式：“Kwh”的含义：（1）（2）“220V 5A”的含义（1）（2）（3）1、定义：2、公式：原理：原理图：器材：步骤：多次测量的目的：焦耳定律：内容：公式：电热器：原理发热体的材料：[二]、精典例题例1、灯泡L1和L2串联在电路中，L1的电阻比L2大，在相等的时间里，电流做的A、L1灯做的功多B、L2灯做的功多C、两灯一样多D、无法确定例2、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中，它的实际功率为多大？例3、现有甲、乙、丙三盏灯，分别标有“220V 、40W ”、“110V 、40W ”、“36V 、40W ”的字样，它们均在额定电压下工作，比较它们的亮度，哪一盏灯最亮。
例4、一台“220V 、1000W ”的电炉，想把它改装后接到110伏的电源上，但功率保持不变，以下哪个措施是正确的（ ）A 、将电炉丝截掉一半后接入电路B 、将电炉丝截掉四分之三接入电路C 、将电炉丝分成等长的两段，然后并联接入电路D 、将电炉丝截掉四分之一后接入电路 例5、今有“6V 、6W ”的电灯L1和“6V 、1.5W ”的电灯L2各式各一盏，把它们分别接到电压6伏的电源上，要求两灯具有同样的亮度，应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻？阻值为多大？[三]、课堂巩固练习1．“PZ220 40”的灯泡接在220伏的电路上工作 小时消耗1度电，改接在110伏的电路是，功率为 瓦，额定功率为 瓦。
焦耳定律教案
焦耳定律教案焦耳定律教案大全一教学设计与说明教材分析《焦耳定律》是《普通高中物理课程标准》选修模块3—1中第二章“恒定电流”中的内容，其基本内容是“电功和电功率”“焦耳定律”。
本节从能量转化的角度理解电功和电热，区分纯电阻电路与非纯电阻电路。
教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律，而是从能量守恒定律分析得出的。
本节课的教学内容选自人民教育出版普通高中课程标准实验教材教科书2007年版《物理》选修3—1第2章第5节。
教材内容由“电功和电功率”“焦耳定律”两部分组成。
在“电功和电功率”部分，教科书根据功和能的关系，从电能的转化引入电功的概念，然后根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式，教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论，这样有利于学生理解电功的物理意义：1.从静电力做功的角度去思考问题。
电流通过用电器的过程中，消耗了电能，同时产生了其它形式的能，这个能量转化的过程就是电流做功的过程。
实质上，就是静电力做功，电势能减小，增加了其他形式的能的过程。
在转化过程中能量守恒。
2.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，这是电路中能量转化与守恒的关键。
3.推导电功的公式时，在时间t内，相当于把电荷q由电路的一端移到另一端，移动电荷所做的功可由第一章静电场的知识求得。
4.不同的用电器电流做功的快慢不同，引入电功率概念，还可以类比速度等概念进行学习，帮助学生理解，要让学生知道额定电功率的含义，并让学生知道额定电功率的含义，并让学生对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。
这部分内容的教材安排完全符合学生的认知和理解，因为学生在这之间已学习了静电场和能量守恒定律，在学生看来这样的一部分内容只是已有知识的一个演变过程，这样有利于学生在短时间内理解，对学生接下来的学习完全扫清了障碍。
“焦耳定律”中，电路中电流做功，将电能转化为其他形式的能，其中很常见的就是内能。
高一物理教案2.5 焦耳定律
2.5 焦耳定律高中物理课堂教学教案2.5焦耳定律年月日课题§2.5焦耳定律课型新授课教学目标（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。
（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。
（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
教学重点、难点重点电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。
难点电功率和热功率的区别和联系。
教学方法等效法、类比法、比较法、实验法教学手段灯泡（36 v，18 w）、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机教学活动（一）引入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生：（1）电灯把电能转化成内能和光能；（2）电炉把电能转化成内能；（3）电动机把电能转化成机械能；（4）电解槽把电能转化成化学能。
教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
（二）进行新课 1、电功和电功率教师：请同学们思考下列问题（1）电场力的功的定义式是什么? （2）电流的定义式是什么? 学生：（1）电场力的功的定义式w=qu （2）电流的定义式i=教师：投影教材图2.5-1（如图所示）如图所示，一段电路两端的电压为u，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流i，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=it。
教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。
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[科目] 物理
[关键词] 教案/电功和电功率焦耳定律
[年级] 高二
[文件] jan22.doc
[标题] 第二章电功和电功率焦耳定律
[内容]
第二章电功和电功率焦耳定律
【教学结构】
一、电功
电功，电功率、电热是本章书的重要概念，也是学生学习的难点，教学过程中必须给以足够的重视。
1.复习电场力做功：W=U q，U为电场中两点间电势差，在电路中即为导体两端电压，q为电量，电路中为流过导体截面电量。
2.电功：电流做的功简称电功。
导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。
W=UI t，电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
3.电流做功，把电能转化为其它形式的能
(1)电流通过纯电阻（电灯，电炉子等）电路做功，把电能转化为内能。
(2)电流通过电解液做功，把电能转化为化学能。
(3)电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能。
二、电功率
1.定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率，用p表示电功率则，p的单位：瓦特W，U：伏特V I：安培A。
2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢，亦为单位时间电流做的功。
灯越亮电功率越大。
3.额定电压：用电器安全正常工作的最大电压。
日常照明灯泡额定电均为220V，机床上用的灯泡额定电压为36V。
额定功率：用电器安全正常工作的最大功率。
照明灯泡上标有220V 60W，60W即为额定电功率。
额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。
4.注意区别额定功率和实际功率。
实验：把“220V 30W”和“220V 100W”的灯泡并联在220V电路上和串联后接入220V电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W的灯比30W的灯亮很多，串联后接在220V电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W灯比100W 灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。
三、焦耳定律
1.定义：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比
即：Q=I2R t
单位：Q：焦耳J I：安培A R：欧姆Ωt秒s
2.纯电阻电路电路中只含有纯电阻元件，电动W=UI t=Q
∵U=IR∴Q=I2Rt=，注意：此关系只适用纯电阻电路。
电流通过纯电阻电路做功，把电能转化为内能，而产生热量，电功又称为电热。
3.含有电动机的电路，不是纯电阻电路。
电功W=UI t
电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，绝大部分转化为机械能。
电动机线圈有电阻R，电流通过而产生热，Q=I2R t不等于UI t，而只是UI t 的一部分。
原因是对于非纯电阻U≠IR且U>IR。
转化为机械能部分：UI t－I2R t=转化的机械能即电动机输出的机械能。
实际需要更多的是：发热功率：I2R 转化为机械能功率UI－I2R，目前是我们计算电动输出机械功率的唯一方法。
4.含有电解液的电路：电流做功把电能转化为化学能
电流做功可把电能转化为内能、机械能、化学能等，只有把电能转化为内能的电功叫电热，转化其它形式能均不能称为电热。
【课余思考】
1.写出在纯电阻电路中计算电功、电功率的公式。
写出发热功率公式。
2.焦耳定律计算的Q，就是电功对吗？为什么？
3.电动机输出的机械功、机械功率如何计算？
【解题点要】
例一.一条电阻丝加上电压U后，经t s后放出热量为Q，若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起，再加上电压U，需经多长时间放出热量仍为Q？
解：电阻丝是纯电阻，计算热量三个公式都适用，结合题目给定的条件，电压不变，使用，Q=，计算方便。
设电阻丝电阻为R，Q=，截成等三段，每段电阻为R，并联后电阻为
，则Q=。
∴
例二.用6600V和用220V两种电压输电，若输送功率相同，输电线的长短，粗细和电阻率都相同，用低压输电与用高压输电，在输电线上损失的功率之比是（）
A 1：900
B 900：1
C 1：30
D 30：1
解：输电线是纯电阻，在输电线上损失的功率是发热功率，P损=I2R
输送电流强度由输送功率和输送电压决定，设输送功率为P，高压输电时电流为I高=P／6600，低压输电时电流为I低=P／220，由于输送电线长短，粗细和电阻率都相同，它们输电阻相同，都为R，则
应选B
解答本题时必须注意输送电流I，输送电压U应是输电线上电压与用电
器上电压之和，故此输送电流的正确计算成为解答此种类型题的关键之一。
若三个电阻加相同电压，则的功率最大，若三个
电阻通过相同的电流强度，则的功率最大。
解：第一空的解答：对于纯电阻，，可在电
压一定的情况下，电功率跟电阻成反比，电阻最小的电
功率最大，而电阻的确定要依据图象决定，斜率最小的
图象所表示的电阻越小，所以R A>R B>R C，电阻C的电
功率最大。
第二个空的解答：P=I2R，三个电阻通过电流相等，电功率与电阻成正比，电阻大，功率大，电阻A的电功率最大。
例四.一台直流电动机的额定电压为U，额定功率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么它正常工作时的电流强度是（）
A、等于U／R
B、等于P／U
C、大于U／R
D、大于P／U
解：含电动机电路不是纯电阻电路，U>IR，所以A，C选项不正确，电动机的额定功率P是电动机的输出的机械功率，而电路给电动机的输入功率P′=IU，所以I=，选项B不正确。
因为P′－P热=P，且I=，所以选项D是正确的。
在含电动机的电路中，电路给电动机输入功率P′，电动机输出机械功率P，电动机的发热功率P热是三个关键，概念，必须搞清楚，P′=IU，P热=I2R，它们之间的关系是P=P′－I2R。
例五.一台电阻为2Ω的电动机，接在110V电路中工作时，通过电动机的电流强度为10A，求这台电动机消耗的电功率，发热功率，转化成机械功率，电动机的效率。
解：电动机消耗电功率即电路输入给电动机的功率P′=IU=10×110=1100W。
发热功率：P热=I2R=102×2=200W
转化成机械功率：P=P′－P热=1100－200=900W
机械效率：η=
【同步练习】
1.一台电动机输出功率是10KW，这表明这台电动机正常工作时（）
A.每秒钟消耗电能10KW
B.每秒钟对外做功10KW
C.每秒钟对外做功10J
D.每秒钟对外做功1000J
2.额定电压为U，额定功率为P的电灯，接在电压为U′（U′<U，不计温度对电阻的影响）的电路中，则该电灯的实际功率P应为（）
A.U′P／U
B.UP／U′
C.(U′／U)2P
D.(U／U′)2P
3.风力发电机的风轮旋转时扫过的面积为S，当地风速为υ，如果该发电机把通过风轮的风的部分动能转化为电能，设风能的利用率为η，空气的密度为p，
则风力发电机的功率为（）
A.p Sυ3η／2
B.p Sυ2η／2
C.p Sυ3／2η
D.p Sυ2η／4
4.一只“220V 100W”电灯，220V、100W分别表示电压和电功率的值，它的电阻为Ω，正常工作时的电流强度为A，若电阻不变接入110V的电路中，则实际电流为A，实际功率为W，一般只要该灯泡未损坏，它的额定电压，电流，功率是（填会或不会）改变。
5.如图2所示为用直流电动机提升重物的装
置，重物m=50kg，电源电压为U=110V不变，
不计各种摩擦，当电动机以υ=0.9m／s的恒定速
度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，试
求电动机电枢线圈电阻R。
【参考答案】
1.D
2.C
3.A
4.额定484 0.45 0.227 25 不会
5.4.4Ω。