人教版高中物理选修焦耳定律
高中物理人教版选修3-1焦耳定律
焦耳定律★新课标要求（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。
★教学重点电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。
★教学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★教学用具：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★教学过程（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=qUq（2）电流的定义式I=t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。
在这个过程中，电场力做了多少功？学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：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。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常 所说的电流所做的功，简称为电功．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
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非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
高中物理新人教版选修3-1 焦耳定律课件
焦耳定律
• [目标定位] 1.知道并理解电功、电功率的 概念，并能利用公式进行有关计算.2.弄清 电功与电热、电功率与热功率的区别和联 系.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特 点和区别．
• 一、电功和电功率 • 1．电功：如果电路左右两端的电势差是U，在电 荷q从左端移到右端的过程中．静电力做的功是 W＝ IUt ，把q＝It代入得W＝ qU ，这表示， 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 通过时间t三者 的 ． 乘积
2 U B． W＝UIt 适用于任何电路， 而 W＝I2Rt＝ R t 只适用于纯
)
电阻电路 C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热 Q＝I2Rt 适用于任何电路 答案 BCD
W 解析 电功率公式 P＝ t ， 表示电功率越大， 电流做功越快． 对 P P2 于一段电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝(U) Rt，可见 Q 与 P、U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错． U W＝UIt 是电功的定义式，适用任何电路，而 I＝R 只适用于 纯电阻电路，B 对． 在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所 以 W>Q，即 UI>I2R，C 对． Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．
解析
当 R1、R2 并联在电压为 U 的电源两端时，两电阻两端
的电压为 U，根据 P＝UI，功率之比等于电流之比，根据并联 电路电流和电阻的关系，可知：R1＝3R2；当把它们串联在电 4U U 压为 4U 的电源两端时，电路中的电流 I＝ ＝ ，故通 3R2＋R2 R2 过 R2 的电流不变， 电压不变， 所以 R2 的电功率不变， 仍为 3P1， U 故 B、C 错误；R1 两端的电压 U1＝IR1＝ ×3R2＝3U，故 A R2 U 错误；两个电阻消耗的总功率 P＝U′I＝4U× ＝12P1，故 D R2 正确．
高二物理焦耳定律知识点总结
高二物理焦耳定律知识点总结焦耳定律是高二物理选修3-1第2章第5节的知识，下面是店铺给大家带来的高二物理焦耳定律知识点总结，希望对你有帮助。
高二物理焦耳定律知识点一、电功和电功率(一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。
适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。
1、纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
2、非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
在国际单位制中电功的单位是焦(J)，常用单位有千瓦时(kW·h)。
1kW·h=3.6×106J(二)电功率是描述电流做功快慢的物理量。
额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率，铭牌上所标称的功率。
实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
二、焦耳定律和热功率(一)焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q=I 2Rt此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程。
(二)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率。
热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积。
(三)电功率与热功率1、区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积。
热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率.决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。
2、联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率;对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。
(四)电功和电热的关系1、在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热。
2、在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率。
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。
高中物理人教版选修3-1 第二章 第五节 焦耳定律
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
电炉通电时，电能转化为内能
电动机通电时，电能转化为机械能
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
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?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
2.5-焦耳定律(许萍)
1. 电流通过导体时，导体要发热，这种现象叫做电 流的热效应。产生的热量叫焦耳热，也叫电热。
2.焦耳定律： Q＝I2Rt （热功普适公式）
3.热功率：单位时间内的发热量。
4、热功率公式：
P热
Q t
I 2R
（热功率普适公式）
三、电路中的能量转化
1、纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
W IUt Q I 2Rt
UIt > I2Rt UI>I2R
【例题】一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端所 加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分 钟所做的机械功有多少?
【例题】规格为“220 V、36 W”的排气扇，线圈电阻 为40 Ω，求： (1)接上220 V的电压后，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．
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流
2.5 焦耳定律
思考：电路中的电炉在发热的过程中，存在 什么形式的能量转化？
一．电功和电功率 1.电功
（1） 定义：电流所做的功，简称为电功． （2） 实质： 电场力对定向移动的电荷所做的功. （3） 公式： W=qU=UIt （电功普适公式） （4） 单位：焦耳（J），千瓦时(kW·h)，也称“度”
1 kW·h＝3.6×10^6 J 思考：电功的物理意义是什么？
一．电功和电功率
（5）物理意义：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．
一．电功和电功率 2.电功率
（1）物理意义：表示电流做功ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ快慢． （2）电功率：单位时间内电流所做的功 （3）公式： P W UIt UI 电功率普适公式