高中物理 五、焦耳定律

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高中物理焦耳定律教案

高中物理焦耳定律教案

高中物理焦耳定律教案一、教学目标1. 让学生理解焦耳定律的定义和内容;2. 让学生掌握焦耳定律的计算方法和应用;3. 培养学生对物理实验的观察能力和分析能力;4. 培养学生的科学思维和团队合作能力。

二、教学重点与难点1. 教学重点:焦耳定律的定义、内容和计算方法;2. 教学难点:焦耳定律在实际问题中的应用和能量守恒的理解。

三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究焦耳定律;2. 使用多媒体教学,展示实验现象和动画演示;3. 进行小组讨论和实验操作,培养学生的实践能力;4. 进行课堂提问和解答,帮助学生巩固知识。

四、教学准备1. 多媒体教学设备;2. 实验器材:电阻、电流表、电压表、电源等;3. 教学课件和教案。

五、教学过程1. 引入新课:通过展示实验现象,引导学生思考能量转化的原理;2. 讲解焦耳定律:介绍焦耳定律的定义、内容和计算方法;3. 示例讲解:通过实际问题,讲解焦耳定律的应用;4. 小组讨论:让学生进行小组讨论,探讨焦耳定律的实际意义;5. 实验操作:让学生进行实验操作,观察和记录实验现象;6. 数据分析:让学生分析实验数据,验证焦耳定律;7. 课堂提问:进行课堂提问,帮助学生巩固知识;8. 总结与评价:总结本节课的重点内容,进行评价和反馈。

教学反思:本节课通过问题驱动法和多媒体教学,引导学生主动探究焦耳定律,培养了学生的观察能力和实践能力。

在实验环节,学生通过操作和数据分析,验证了焦耳定律,加深了对知识的理解。

课堂提问和解答环节帮助学生巩固了知识,达到了预期的教学目标。

但在教学中,需要注意引导学生理解能量守恒的概念,加强对难点知识的教学。

六、教学内容与活动设计1. 通过多媒体展示不同场景下的能量转化现象,让学生观察和分析其中的能量转化过程。

2. 设计实验:让学生设计一个实验,验证焦耳定律。

3. 学生分组进行实验,观察和记录实验数据。

4. 学生分析实验数据,归纳出焦耳定律的规律。

《高二物理焦耳定律》课件

《高二物理焦耳定律》课件
钨丝灯泡寿命问题
应用焦耳定律可以评估钨丝灯泡使用过程中的热量损耗,以提高灯泡的寿命和能效。
总结
焦耳定律是理解电路中能量转换的重要基础。 学会应用焦耳定律,可以帮助我们解决实际问题。 学习物理除了了解规律,更为重要的是培养科学思维和实验技能。
讲解如何记录实验数据、如何进行数据处理和计算,以验证焦耳定律。
3
思考题与讨论
引导学生思考实验结果的意义,并进行思考题和讨论,加深对焦耳定律的理解。
焦耳定律的实际问题
电线起火问题
焦耳定律可以帮助我们理解电线过载时的热量问题,以预防电线起火等安全隐患。
集成电路散热问题
通过焦耳定律,我们可以分析集成电路中产生的热量,以改善散热设计,提高电路的稳定性。
设计电路元件
焦耳定律的应用可以帮助工程师设计电路中的电阻元件,以满足特定的电流和能耗要求。
研究材料的热性质
通过实验测量电流通过材料时产生的热量,可以研究材料的导电性和导热性等热性质。
焦耳定律实验
1
实验步骤及仪器
详细介绍焦耳定律实验的具体步骤和使用的实验仪器,如安培表、电阻器等。
2
Hale Waihona Puke 实验数据记录与处理《高二物理焦耳定律》 PPT课件
高二物理焦耳定律PPT课件
焦耳定律简介
定义:描述了电流通过电阻时所产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的 关系 公式:Q=I^2Rt,其中Q为热量,I为电流强度,R为电阻值,t为时间
焦耳定律的应用
计算电器损耗能量
根据焦耳定律可以计算电器在使用过程中的能量损耗,有助于评估电器的效率和节能性。

高中物理焦耳定律

高中物理焦耳定律

直流小电机
实 P热 = I2R
验 原
P = IU

I、U、R
学生电源
实 电流表
验 电压表
仪 器
滑动变阻器
导线
开关 小电机
金属外壳
直流小电机 工作电压约 1.5 V - 2.5 V 工作电流约 0.3 A - 0.5 A 线圈电阻约 1.5Ω - 2.5Ω
片状磁铁
线圈
实验电路
温馨提示
1.学生电源选直流输出,4V
2.电流表选0-0.6A量程
3.电压表选0-3V量程

三、电路中的能量转化
2.非纯电阻电路:电能部分转化为内能,部 分转化为其他形式的能量。
P > P热 W>Q
P = P热+ PP其机他 W = Q + W其他
欧姆定律对于非纯电阻电路不适用,且
小结
知识
电功和电功率
焦耳定律
纯电阻电路 非纯电阻电路
◆ 圆筒 模拟 一段导体 ◆ 小颗粒 模拟 金属正离子 ◆ 绿豆 模拟 自由电荷 ◆ 重力 模拟 静电力
导体为什么通时电要发热?
自由电子
碰 撞
金属正离子
电能
内能
焦耳定律的内容和表达式?
二、焦耳定律
1.电热(焦耳热):电流通过导体产生的热量
Q = I2Rt
电流通过导体产生的热量跟 电流的二次方成正比,跟导体 的电阻及通电时间成正比。
爸爸怎么发现儿子看了电视?
§2.5 焦耳定律
一、电功 和 电功率
1.电功:电流通过一段电路所做的功

其他
能 电流做功 能量
W = qU = IUt
一、电功 和 电功率

高中物理 第2章 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修31课件

高中物理 第2章 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修31课件
栏 目 链 接
为了更清楚地看出各概念之间区别与联系,列表如下:
栏 目 链 接
►尝试应用 3.家庭用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转 动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干,设电动机线圈的电 阻为R1,它与电阻为R2的电热丝相串联,接到交流电源上.电吹风 两端电压为U,通过的电流为I,消耗的电功率为P,如图所示,有 以下结论:
栏 目 链 接
①P>IU ③P=IU
②P=I2(R1+R2) ④P>I2(R1+R2)
栏 目 链 接
以上结论正确的是(D) A.只有① B.只有③ C.只有②③ D.只有③④ 解析:因电吹风属非纯电阻用电器,故电功率 P=IU>I2(R1+ R2),选 D.
题型一
电功和电功率
例1 电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=60 W的灯泡 两盏,若接在电压为220 V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且 消耗功率最小的电路是( )
U2 越大;并联电路中:由P= 知P1R1=P2R2=…=U2,电阻越小, R 功率越大.
注意:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能过程,电流做 了多少功,表明有多少电能转化为其他形式的能.可见电功反映了电 能转化为其他形式的能的多少. 电功的表达式 W=UIt 以及电功率 P =UI 适用于所有电流做功和功率的计算.
►变式训练 2.某一电动机,当电压U1=10 V时带不动负载,因此不转动, 这时电流为I1=2 A.当电压为U2=36 V时能带动负载正常运转,这 时电流为I2=1 A.求这时电动机的机械功率是多大? U1 解析:电动机不转时可视为纯电阻,由欧姆定律得,R= =5 I1 Ω,这个电阻可认为是不变的.电动机正常转动时,输入的电功率 为P电=U2I2=36 W,内部消耗的热功率P热=I2 2R=5 W,所以机械功 率P=31 W. 答案:31W

第五节 焦耳定律

第五节 焦耳定律

AC
5.规格为“220V,1000W”的电
炉,求: (1)电炉正常工作时,通过电阻 丝的电流 (2)电炉的电阻
4.5A
48.4Ω
6.把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使 用,则在同样的时间内( ) A.由Q=I2Rt可知,电炉的发热量减少 B.由Q=UIt可知,电炉的发热量不变 C.由Q= U2t/R 可知,电炉的发热量增加 D.无法确定
3.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的 是( ) A.Q=UIt B.Q=I2Rt C.Q= U2/R t D.W=Pt
BD
4.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是( ) A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W = UIt 计算,也可用公式W = I2Rt计算 B.如果是纯电阻电路,电热可用公式W = I2Rt计 算,但不能用公式W = UIt计算 C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W = IUt 计算 ,电热只能用Q=I2Rt计算 D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式W = I2Rt 计算,也可用公式W = UIt计算
电热
4. 热功率:P热 导体在单位时间内发出的热量 公式:P热=Q/t=I2R 单位:W kW
纯电阻电路: 电能
W
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能!

指转化为 内能的那 内能 部分电能! Q
I2Rt
UIt
=
M
I=U/R
非纯电阻电路: 电能
W

说明:欧姆 定律不适用 于非纯电阻 内能+其它形式的能 电路!
C.在不是纯电阻的电路中,UI>I2R
D.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
BCD
2、加在某台电动机上的电压是U,电动 机消耗的电功率为 P ,电动机线圈的电阻 为r,则电动机线圈上消耗的热功率为( ) A. B. U 2 / r CP C.P 2r /U 2 D.P – P 2r / U 2

第五节焦耳定律1

第五节焦耳定律1
• A.U=4V B.U=8V • C.E=16J D.E=32J
答案:BD
• 例2、图中虚线框内是一个未知电路,测得它的
两端点a,b之间的电阻是R,在a,b之间加上电压
U,测得流过这电路的电流为I,则未知电路的电
功率一定是( )
• A、I2R
B、U2/R
• C、UI
D、I2R+UI
答案:C
• 例3、有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动 机的电流是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。求:
• (1)电动机正常工作时的输出功率。 • (2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动
机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)
答案:1.5W,8W
例4、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路,
调节变阻器,使电灯都正常发光.若两电路消耗的总功
率分别为P1、P2,两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别
第五节 焦耳定律
一、电功 1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷 定向移动所做的功。
2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式 的能的转化。
3、表达式: W=UIt
二、电功率 1、表示电流做功快慢的物理量 2、表达式 P=UI (定义式)
三、焦耳定律(实验定律)
1、内容: 2、定义式:Q=I2Rt 3、适用于一切电路 (纯电阻电路、非纯电阻电路) 中电热的计算。
的电流强度I=5A,由此可知电动机线圈的电阻
R=
Hale Waihona Puke 。答案:4Ω• 例6、如图所示的电路中,电源电动势ε =6V, 内阻r=1Ω ,M为一直流玩具电动机,其电枢电 阻R1=2Ω ,限流电阻R2=3Ω ,电压表示数为3.6V, 求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的 功率。

高中物理-焦耳定律

高中物理-焦耳定律

焦耳定律
焦耳定律概念
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。

1841年,英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q(称为焦耳热)与电流I的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比,这个规律叫焦耳定律。

焦耳定律内容:电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比,和通过导体的电流的平方成正比,和通电时间成正比。

焦耳定律是一个实验定律,它可以对任何导体来适用,范围很广,所有的电路都能使用。

遇到电流热效应的问题时,例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少,即从电流热效应角度考虑对电路的要求时,都可以使用焦耳定律。

焦耳定律公式
对应的物理公式:
其中Q指热量,单位是焦耳(J),I指电流,单位是安培(A),R指电阻,单位是欧姆(Ω),t 指时间,单位是秒(s),以上单位全部用的是国际单位制中的单位。

纯电阻电路中,推导公式有:
需要注明的是,焦耳定律公式推导式W=UIt只适用于纯电阻电路,即只有在像电热器这样的电路中才可用。

焦耳定律的使用
电流通过导体时会产生热量,这叫做电流的热效应,而电热器是利用电流的热效应来加热的设备,电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。

电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。

焦耳定律的使用
焦耳定律在串联电路中的运用:在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多。

焦耳定律在并联电路中的运用:在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=PT=U ²t/R,当U一定时,R越大则Q越小。

高中物理焦耳定律教案

高中物理焦耳定律教案

高中物理焦耳定律教案一、教学目标1. 让学生了解焦耳定律的定义和内容,知道焦耳定律是描述电流通过导体产生的热量与电流的二次方、导体的电阻及通电时间成正比的定律。

2. 培养学生运用控制变量法进行科学探究的能力,使学生能够运用焦耳定律解决实际问题。

3. 提高学生对物理学习的兴趣,培养学生的观察能力、思考能力和动手能力。

二、教学重点与难点1. 教学重点:焦耳定律的定义、内容以及运用。

2. 教学难点:焦耳定律公式的推导和运用。

三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考并探索电流产生热量的规律。

2. 利用实验法,让学生亲自动手进行实验,观察电流通过导体产生的热量。

3. 采用讨论法,分组讨论实验结果,引导学生发现规律,推导出焦耳定律。

四、教学准备1. 实验器材:电阻丝、电流表、电压表、滑动变阻器、计时器等。

2. 教学课件:焦耳定律相关图片、动画、视频等。

五、教学过程1. 导入新课:通过展示电流通过导体产生热量的实验现象,引发学生的好奇心,激发学习兴趣。

2. 探究电流产生热量的规律:引导学生进行实验,观察电流通过导体产生的热量,让学生运用控制变量法进行科学探究。

3. 分析实验结果:分组讨论实验结果,引导学生发现电流产生热量的规律,推导出焦耳定律。

4. 讲解焦耳定律:讲解焦耳定律的定义、内容以及运用,使学生能够理解并掌握焦耳定律。

5. 巩固练习:布置练习题,让学生运用焦耳定律解决问题,巩固所学知识。

6. 课堂小结:总结本节课所学内容,强调焦耳定律的重要性。

7. 拓展延伸:引导学生思考焦耳定律在实际生活中的应用,激发学生学习物理的兴趣。

六、教学内容与要求1. 掌握焦耳定律的数学表达式:\(Q = I^2RT\),其中\(Q\)为电流产生的热量,\(I\)为电流强度,\(R\)为电阻,\(T\)为通电时间。

2. 能够运用焦耳定律计算在给定条件下电流产生的热量。

3. 理解焦耳定律与欧姆定律的关系,并能够进行适当的转换。

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五、焦耳定律
1.通过电阻R 的电流强度为I 时,在时间t 内产生的热量为Q ,若电阻为2R ,电流强度
为I/2时,则在时间t 内产生的热量为( )
A .4Q
B .2Q
C .21Q
D .4
1Q 2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是( )
A .Q =UIt
B .Q =I 2
Rt C .Q =R U 2
t D .W =Pt 3.一台电动机的输出功率是10kW ,这表明该电动机工作时( ).
A .每秒消耗10kw 电能
B .每秒对外做10kw 功
C .每秒消耗10kJ 电能
D .每秒对外做10kJ 功
4.电动机的电枢阻值为R ,电动机正常工作时,两端的电压为U ,通过的电流为I ,工
作时间为t ,下列说法中正确的是( ).
A .电动机消耗的电能为UIt
B .电动机消耗的电能为I 2Rt
C .电动机线圈产生的热量为I 2Rt
D .电动机线圈产生的热量为U 2t /R
5.一台电动机的电阻为4Ω,在220V 的额定电压下运行时,发热消耗的电功率为400W .
若电动机工作5min ,则电流做功________J .
6.一个用电器上标有“2kΩ,20W ”,允许加在这个用电器两端的最大电压为________V ,
这个用电器允许通过的最大电流为________A .当这个用电器两端加上20V 电压时,它实际
消耗电流功率为________W .
7.两个标有"100Ω,4W ”、“90Ω,10W "字样的电阻,当它们串联时允许加的最大总
电压是________V ,并联时允许通过的最大总电流是________A .
8.一台电动机额定电压为220 V ,线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线
圈的电流为4 A ,电动机正常工作10 min ,求
(1)消耗的电能.
(2)产生的热量.
(3)输出的机械能.
9.把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使用,则在同样的时间内( )
A.由Q =I 2Rt 可知,电炉的发热量减少
B.由Q =UIt 可知,电炉的发热量不变
C.由Q =t R
U 2
可知,电炉的发热量增加 D.无法确定
10.如图2-22所示,电阻R 1=20Ω,电动机的绕组R 2=10Ω.当电键S 断开时,电流表的
示数是0.5A ,当电键S 闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I
和电路消耗的电功率应是( ).
A .I =1.5A
B . I <1.5A
C .P =15W
D .P <15W
11.如图2-23所示电路中,各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V ,10W ",B 灯
"60V ,60W ”,c 灯"40V ,40W ",D 灯"30V ,30W ".在a 、b 两端加上电压后,四个灯都
能发光.比较各灯消耗功率的大小,正确的是( ).
A .P
B >P D >P A >P C
B .P B >P A >P D >P C
C .P B >P
D >P C >P A
D .P A >P C >P D >P B
12.两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ,额定功率分别为100W 和40W ,为了使它
们接到220V 电源上能正常发光,同时电路消耗的电功率最小,如图2-24所示电路中最合
理的是图( ).
13.如图2-25所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r =0.6 Ω, R =10 Ω,U =160 V ,
电压表的读数为110 V ,求:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)在电动机中发热的功率是多少?
(4)电动机工作1 h 所产生的热量是多少?
图2-22 图2-23 图2-24
六、电阻定律
1.关于电阻率,以下说法中正确的是( )
A .纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大
B .纯金属的电阻率随着温度的升高而减小
C .超导体的电阻率为零,所以在任何温度下对电流都没有阻碍作用
D .电阻率的大小只随温度的变化而变化,而与材料本身无关
2.一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段,再将它们并联起来,测得阻值为3Ω,
则此电阻丝原来的阻值为( )
A .9Ω
B .8Ω
C .27Ω
D .3Ω
3.一只“220 V 100 W ”的灯泡工作时电阻为484Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工
作时的电阻,下列说法中正确的是
A .小于484Ω
B .大于484Ω
C .等于484Ω
D .无法确定
4.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d ,电阻是R ,把它拉制成直径为10d 的均匀细丝后,它的电阻变为( )
A .10000 R
B .R /10000
C .100 R
D .R /100
5.如图2-30所示,A 、B 、C 、D 是滑线变阻器的四个接线柱,现
把此变阻器串联接人电路中,并要求滑片P 向接线柱C 移动时电路中的
电流减小,则接人电路的接线柱可以是( )
A .A 和
B B .A 和
C C .B 和C
D .A 和D 七、闭合电路欧姆定律
1.下列说法正确的是 ( )
A .电源被短路时,放电电流无穷大
B .外电路断路时,路端电压最高
C .外电路电阻减小时,路端电压升高
D .不管外电路电阻怎样变化,其电源的内、外电压之和保持不变
2.直流电池组的电动势为E ,内电阻为r ,用它给电阻为R 的直流电动机供电,当电动
机正常工作时,电动机两端的电压为U ,通过电动机的电流是I ,下列说法中正确的是
A .电动机输出的机械功率是UI
B .电动机电枢上发热功率为I 2R
C .电源消耗的化学能功率为EI
D .电源的输出功率为EI-I 2r
3.A 、B 、C 是三个不同规格的灯泡,按图2-34所示方式连接恰
好能正常发光,已知电源的电动势为E ,内电阻为r ,将滑动变阻器
的滑片P 向左移动,则三个灯亮度变化是( ) A .都比原来亮
B .都比原来暗
C .A 、B 灯比原来亮,C 灯变暗
D .A 、B 灯比原来暗,C 灯变亮
图2-30
B C P 图2-34
4.如图2-37所示电路中,电源的总功率是40W ,R 1=4Ω,R 2=6Ω,a 、b 两点间的电
压是4.8V ,电源的输出功率是37.6W 。

求电源的内电阻和电动势。

5.如图2-38所示电路中,电池内阻符号为r ,电键S 原来是闭合的.
当S 断开时,电流表 ( )
A .r =0时示数变大,r ≠0时示数变小
B .r =0时示数变小,r ≠0时示数变大
C .r =0或r ≠0时,示数都变大
D .r =0时示数不变,r ≠0时示数变大
6.电源电动势为ε,内阻为r ,向可变电阻R 供电.关于路端电压,下列说法中正确的是
( )
A .因为电源电动势不变,所以路端电压也不变
B .因为U =IR ,所以当R 增大时,路端电压也增大
C .因为U =IR ,所以当I 增大时,路端电压也增大
D .因为U =ε-Ir ,所以当I 增大时,路端电压下降
7.一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时,两电阻消耗的电功率相等,则电源内阻为 ( )
A .1Ω
B .2Ω
C .4Ω
D .8Ω
8.如图2-40所示,电源的电动势和内阻分别为E 、r ,在滑动变
阻器的滑片P 由a 向b 移动的过程中,电流表、电压表的示数变化情
况为( )
A .电流表先减小后增大,电压表先增大后减小
B .电流表先增大后减小,电压表先减小后增大
C .电流表一直减小,电压表一直增大
D .电流表一直增大,电压表一直减小
9.如图2-41所示电路中,电阻R 1=8Ω.当电键S 断开时,电压表的示数为5.7V ,电流
表的示数为0.75A ,电源总功率是9W ;当电键S 闭合时,电压表的示数为4V .若电键断开
和闭合时电源内部损耗的电功率之比是9:16,求电源的电动势和电阻R 2、R 3.
R 1 R
2 R
E a b
图2-37 图2-38 图2-41
图2-40。

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