高中牛頓第二定律教案
發(fā)表時間：2020-11-25第3節(jié)焦耳定律。
第3節(jié)焦耳定律一、選擇題(每小題5分，共50分)
1.A課堂同步
1.通過電阻R的電流強度為I時，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流強度為I/2時，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（）
A．4QB．2QC．Q/2D．Q/4
2.下列求解電熱的公式中,對所有電路均適用的是（）
A．Q=UItB．Q=I2RtC．Q=tD．W=Pt
3．一臺電動機的輸出功率是10kW，這表明該電動機工作時().
A．每秒消耗10kw電能B．每秒對外做10kw功
C．每秒消耗10kJ電能D．每秒對外做10kJ功
4.電動機的電樞阻值為R，電動機正常工作時，兩端的電壓為U，通過的電流為I，工作時間為t，下列說法中正確的是().
A．電動機消耗的電能為UItB．電動機消耗的電能為I2Rt
C．電動機線圈產(chǎn)生的熱量為I2RtD．電動機線圈產(chǎn)生的熱量為U2t/R
5．一臺電動機的電阻為4Ω，在220V的額定電壓下運行時，發(fā)熱消耗的電功率為400W.若電動機工作5min，則電流做功________J.
6．一個用電器上標(biāo)有“2kΩ，20W”，允許加在這個用電器兩端的最大電壓為________V，這個用電器允許通過的最大電流為________A.當(dāng)這個用電器兩端加上20V電壓時，它實際消耗電流功率為________W.
7．三個標(biāo)有100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W字樣的電阻，當(dāng)它們串聯(lián)時允許加的最大總電壓是________V，并聯(lián)時允許通過的最大總電流是________A.
8.一臺電動機額定電壓為220V，線圈電阻R=0.5Ω,電動機正常工作時通過電動機線圈的電流為4A，電動機正常工作10min，求
（1）消耗的電能.（2）產(chǎn)生的熱量.（3）輸出的機械能.
課后鞏固
1.把家用電爐的電熱絲剪去一小段后，繼續(xù)使用，則在同樣的時間內(nèi)（）
A.由Q=I2Rt可知，電爐的發(fā)熱量減少B.由Q=UIt可知，電爐的發(fā)熱量不變
C.由Q=可知，電爐的發(fā)熱量增加D.無法確定
2．如圖2-22所示，電阻R1=20Ω，電動機的繞組R2=10Ω.當(dāng)電鍵S斷開時，電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)電鍵S閉合后，電動機轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率應(yīng)是().
A．I=1.5AB．I＜1.5AC．P=15WD．P＜15W
3.如圖2-23所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是:A燈“10V，10W，B燈60V，60W”，C燈40V，40W，D燈30V，30W.在a、b兩端加上電壓后，四個燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率的大小，正確的是().
A．PB＞PD＞PA＞PCB．PB＞PA＞PD＞PC
C．PB＞PD＞PC＞PAD．PA＞PC＞PD＞PB
4.兩只額定電壓均為110V的燈泡A和B，額定功率分別為100W和40W，為了使它們接到220V電源上能正常發(fā)光，同時電路消耗的電功率最小，如圖2-24所示電路中最合理的是圖().
5.有一電熱器上標(biāo)有“220V，40Ω”字樣，用這個電熱器在額定電壓下將質(zhì)量是2kg、初溫度為20℃的水煮沸，若電熱器的效率為50%，需要多長時間？
6.一個燈泡L，標(biāo)有6V，12W字樣，一臺直流電動機D，其線圈電阻為2Ω，把L與D并聯(lián)，當(dāng)電動機正常丁作時，燈泡也正常發(fā)光.把L與D串聯(lián)，當(dāng)電動機正常工作時，燈泡的實際功率是額定功率的3/4.求這臺電動機正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率(假定燈泡電阻保持不變).
7．如圖2-25所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6Ω,R=10Ω,U=160V，電壓表的讀數(shù)為110V，求：
（1）通過電動機的電流是多少？
（2）輸入到電動機的電功率是多少？
（3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量是多少？
8．如圖2-26所示為某一用直流電動機提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m=50kg，電源的電動勢ε=110V.不計電源電阻及各處的摩擦，當(dāng)電動機以v=0.9m／s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=5A，試求電動機線圈的電阻.
提速訓(xùn)練
1．某同學(xué)在家中測算電冰箱的月耗電量，他將家中其他用電器斷開，只使用電冰箱，觀察電能表轉(zhuǎn)蕊的轉(zhuǎn)動情況.測得冰箱致冷時，轉(zhuǎn)盤每12s轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)；冰箱保溫時，轉(zhuǎn)盤每120s轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn).電能表上標(biāo)明“2000r／(kWh)”.該同學(xué)還測得冰箱每小時致冷10min，保溫50min.每月按30d(天)計.則該冰箱月耗電為_________________(kWh)(度)。
2．電飯鍋工作時有兩種狀態(tài):一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài).如圖2-27所示是電飯鍋電路的示意圖，S是用感溫材料制造的開關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱用的電阻絲.
(1)試判斷開關(guān)S接通時和斷開時，電飯鍋分別處于哪種工作狀態(tài)，說明你的理由.
(2)如果要使R2在保溫狀態(tài)時的功率是加熱狀態(tài)時的一半，R1/R2應(yīng)是多大?
3．微型吸塵器的直流電動機的電阻一定，當(dāng)加在電機上的電壓為0.3V時，電機不轉(zhuǎn)，但流過電機的電流為0.3A；當(dāng)所加電壓為2V時，電機正常工作，工作電流為0.8A，求此時電動機輸出的有用功率是多少？
高考鏈接
1.某品牌電動自行車的銘牌如下:
車型:20寸(車輪直徑:508mm)電池規(guī)格:36V，12Ah(蓄電池)
整車質(zhì)量:40kg額定轉(zhuǎn)速:210r／min
外形尺寸:L1800mm×W650mm×H1100mm充電時間:2～8h
電機:后輪驅(qū)動、直流永磁式電機額定工作電壓／電流:36V／5A
根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知該車的額定時速約為().
A．15km／hB．18km／hC．20km／hD．5km／h
2．如圖2-28所示，已知電源電動勢為20V，內(nèi)阻不計，當(dāng)接入固定電阻R=5Ω時，電路中標(biāo)有“3V4.5W”的燈泡L和內(nèi)阻r′=0.5Ω的小型直流電動機恰能正常工作，求：
（1）電路中的電流強度？
（2）電動機的額定工作電壓？
（3）電源的總功率？
參考答案
課堂同步:1．C2．B3．D4．AC5．6.6×1056.200，0.01，0.27.40.5，9.9
8．5.28×105J4800J5.23×105J
課后鞏固:1．C2．BD3．B4．C5．1221.8s6.4.38W
7.（1）設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則U1=110V，U2=U-U1=（160-110）V=50V
通過電動機的電流為I，則I==A=5A
（2）輸入到電功機的電功率P電,P電=U1I=110×5W=550W
（3）在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=52×0.6W=15W
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=52×0.6×3600J=54000J
8.4Ω
提速訓(xùn)練:1.272.(1)電鍵S閉合時，電飯鍋處于加熱狀態(tài).電鍵S斷開時，電飯鍋處于保溫狀態(tài)(2)0.4143．0.96W
高考鏈接:1．C2．1.5A9.5V30W
相關(guān)知識
2.5焦耳定律學(xué)案
2.5焦耳定律學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
初步了解焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計算
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
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。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì)
2．掌握焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計算
3．理解電功和電熱的關(guān)系，能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱
二、學(xué)習(xí)過程
1.電功和電功率
（1）電功是電流通過一段電路時，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場能、機械能、化學(xué)能或內(nèi)能等）的量度。
（2）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。
2.焦耳定律和熱功率
（1）電熱則是電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.
（2）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，
3.電功和電熱
（1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。?這時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.?這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動機，電動機轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q.?
（3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I2Rt=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，WQ，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I2Rt計算，兩式不能通用。
例1一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率66W，問：?
（1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機的電流是多少？?
（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動機的效率是多少？?
（3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？?
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測
1.用電器兩端電壓220V，這意味著()
A.1A電流通過用電器時，消耗的電能為220J
B.1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量
C.1A電流通過用電器時，電流的發(fā)熱功率為220W
D.1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時，電場力做功220J
2.一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有()
A.燈泡的實際功率為50W
B.燈泡的實際功率為25W
C.通過燈泡的電流為額定電流的
D.通過燈泡的電流為額定電流的
3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是()
A．L1B．L2C．L3D．L4
4.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正
常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定()
A.〉B.〈C.=D.無法確定
5.輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為()
A.PB.C.D.
6.一個直流電動機所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時，下述說法中錯誤的是（）
A．電動機的輸出功率為U2／R
B．電動機的發(fā)熱功率為I2R
C．電動機的輸出功率為IU-I2R
D．電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R
7.有一個直流電動機，把它接入0.2V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？（提示：電動機在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）
8．某一電動機，當(dāng)電壓U1=10V時帶不動負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動，這時電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時能帶動負(fù)載正常運轉(zhuǎn)，這時電流為I2=1A。求這時電動機的機械功率是多大？
9．微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3Ｖ的電壓時，通過的電流為0.3A，此時電動機不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動機兩端的電壓為2.0Ｖ時，電流為0.８A，這時電動機正常工作，則吸塵器的效率為多少？?
課后練習(xí)與提高
1.關(guān)于電功，下列說法中正確的有()
A.電功的實質(zhì)是電場力所做的功
B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.電場力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度
D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等
2.一盞電燈直接接在恒定的電源上，其功率為100W，若將這盞燈先接上一段很長的導(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時電燈實際消耗的電功率將()
A.大于91WB.小于91WC.等于91WD.條件不足，無法確定
3.A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連接時，各自消耗的實際功率相同，則PA:PB:PC為()
A.1:1:1B.1:2:2C.2:1:1D.1:4:4
4.圖中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通電后（）
A．經(jīng)R1和R3的電流之比I1：I3=3：1
B．R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1：U3=4：9
C．三個電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：1：2
D．三個電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：2：1
5.兩個電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中．欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是（）
A．用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)
B．用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)
C．用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)
D．用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)
6.理發(fā)用的電吹風(fēng)機中有電動機和電熱絲，電動機帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動機線圈電阻為R1，它與電熱絲電阻值R2串聯(lián)后接到直流電源上，吹風(fēng)機兩端電壓為U，電流為I消耗的功率為P，則有（）
A．B．C．D．
7.一臺直流電動機線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動機正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機消耗的功率及輸出的機械功率。
8.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點（103℃）時會自動斷開；S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時會自動閉合，溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計。
（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。
（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？
（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。
9.一臺國產(chǎn)XQB30—13型全自動洗衣機說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計算：?
額定電壓220Ｖ
額定頻率50Hz
額定洗衣、脫水功率360W
額定洗衣、脫水容量3kg
整機質(zhì)量33kg
外形尺寸(長×寬×高)(5４2×550×９20)ｍｍ3
(1)這臺洗衣機在額定電壓下洗衣或脫水時，通過洗衣機的電流是多大??
(2)如洗衣、脫水的累計時間為40min，則洗衣機耗電多少??
2.5焦耳定律學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案
(3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動機不轉(zhuǎn)時可視為純電阻，通過電風(fēng)扇的電流?
I=A=11A?
電動機消耗的電功率?
P=IU=11×220W=2420W?
電動機發(fā)熱功率?
P內(nèi)=I2R=112×20W=2420W?
預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.電能自由電荷靜電力電勢能2.電內(nèi)
當(dāng)堂檢測
1、D2、BC3、C4、C5、B6、AD
7、1.5W，8W
8、31W
9、60％.?
課后練習(xí)與提高
1、AC2、B3、D4、AC5、A6、AD
7、P=IUM=5×100=500WP熱=I2r=25WP機=P-P熱=500-25=475W
8、(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時把手動開關(guān)S1關(guān)閉，這時黃燈短路紅燈亮，電飯堡處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時.開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)由于電飯堡散熱，待溫度下降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài).(2)不能，因為如果不閉合S1，則只能將食物加熱至80℃.(3)設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時，功率為P1，
2.5《焦耳定律》學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備，作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動起來，減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢？以下是小編為大家收集的“2.5《焦耳定律》學(xué)案”但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
2.5焦耳定律學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
初步了解焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計算
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
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。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．理解電流熱效應(yīng)的本質(zhì)
2．掌握焦耳定律，并能進(jìn)行有關(guān)計算
3．理解電功和電熱的關(guān)系，能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路中的電功和電熱
二、學(xué)習(xí)過程
1.電功和電功率
（1）電功是電流通過一段電路時，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場能、機械能、化學(xué)能或內(nèi)能等）的量度。
（2）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。
2.焦耳定律和熱功率
（1）電熱則是電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.
（2）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，
3.電功和電熱
（1）在純電阻電路中：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。?這時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.
（2）在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.?這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過電動機，電動機轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q.?
（3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I2Rt=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，WQ，這時電功只能用W=UIt計算，電熱只能用Q=I2Rt計算，兩式不能通用。
例1一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率66W，問：?
（1）電風(fēng)扇正常工作時通過電動機的電流是多少？?
（2）電風(fēng)扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動機的效率是多少？?
（3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？?
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測
1.用電器兩端電壓220V，這意味著()
A.1A電流通過用電器時，消耗的電能為220J
B.1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量
C.1A電流通過用電器時，電流的發(fā)熱功率為220W
D.1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時，電場力做功220J
2.一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有()
A.燈泡的實際功率為50W
B.燈泡的實際功率為25W
C.通過燈泡的電流為額定電流的
D.通過燈泡的電流為額定電流的
3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是()
A．L1B．L2C．L3D．L4
4.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正
常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定()
A.〉B.〈C.=D.無法確定
5.輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為()
A.PB.C.D.
6.一個直流電動機所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時，下述說法中錯誤的是（）
A．電動機的輸出功率為U2／R
B．電動機的發(fā)熱功率為I2R
C．電動機的輸出功率為IU-I2R
D．電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R
7.有一個直流電動機，把它接入0.2V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？（提示：電動機在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）
8．某一電動機，當(dāng)電壓U1=10V時帶不動負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動，這時電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時能帶動負(fù)載正常運轉(zhuǎn)，這時電流為I2=1A。求這時電動機的機械功率是多大？
9．微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3Ｖ的電壓時，通過的電流為0.3A，此時電動機不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動機兩端的電壓為2.0Ｖ時，電流為0.８A，這時電動機正常工作，則吸塵器的效率為多少？?
課后練習(xí)與提高
1.關(guān)于電功，下列說法中正確的有()
A.電功的實質(zhì)是電場力所做的功
B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.電場力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度
D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等
2.一盞電燈直接接在恒定的電源上，其功率為100W，若將這盞燈先接上一段很長的導(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時電燈實際消耗的電功率將()
A.大于91WB.小于91WC.等于91WD.條件不足，無法確定
3.A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連接時，各自消耗的實際功率相同，則PA:PB:PC為()
A.1:1:1B.1:2:2C.2:1:1D.1:4:4
4.圖中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通電后（）
A．經(jīng)R1和R3的電流之比I1：I3=3：1
B．R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1：U3=4：9
C．三個電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：1：2
D．三個電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：2：1
5.兩個電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中．欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是（）
A．用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)
B．用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)
C．用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)
D．用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)
6.理發(fā)用的電吹風(fēng)機中有電動機和電熱絲，電動機帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動機線圈電阻為R1，它與電熱絲電阻值R2串聯(lián)后接到直流電源上，吹風(fēng)機兩端電壓為U，電流為I消耗的功率為P，則有（）
A．B．C．D．
7.一臺直流電動機線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動機正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機消耗的功率及輸出的機械功率。
8.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點（103℃）時會自動斷開；S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時會自動閉合，溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計。
（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。
（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？
（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。
9.一臺國產(chǎn)XQB30—13型全自動洗衣機說明書中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計算：?
額定電壓220Ｖ
額定頻率50Hz
額定洗衣、脫水功率360W
額定洗衣、脫水容量3kg
整機質(zhì)量33kg
外形尺寸(長×寬×高)(5４2×550×９20)ｍｍ3
(1)這臺洗衣機在額定電壓下洗衣或脫水時，通過洗衣機的電流是多大??
(2)如洗衣、脫水的累計時間為40min，則洗衣機耗電多少??
2.5焦耳定律學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案
(3)電風(fēng)扇風(fēng)葉被卡住后電動機不轉(zhuǎn)時可視為純電阻，通過電風(fēng)扇的電流?
I=A=11A?
電動機消耗的電功率?
P=IU=11×220W=2420W?
電動機發(fā)熱功率?
P內(nèi)=I2R=112×20W=2420W?
預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.電能自由電荷靜電力電勢能2.電內(nèi)
當(dāng)堂檢測
1、D2、BC3、C4、C5、B6、AD
7、1.5W，8W
8、31W
9、60％.?
課后練習(xí)與提高
1、AC2、B3、D4、AC5、A6、AD
7、P=IUM=5×100=500WP熱=I2r=25WP機=P-P熱=500-25=475W
8、(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時把手動開關(guān)S1關(guān)閉，這時黃燈短路紅燈亮，電飯堡處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時.開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)由于電飯堡散熱，待溫度下降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài).(2)不能，因為如果不閉合S1，則只能將食物加熱至80℃.(3)設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時，功率為P1，
高二物理焦耳定律30
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備，作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師掌握上課時的教學(xué)節(jié)奏。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？小編收集并整理了“高二物理焦耳定律30”，僅供參考，希望能為您提供參考！
2.5焦耳定律【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識與技能
1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。
2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。
3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
（二）過程與方法
通過推導(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
（三）情感、態(tài)度與價值觀
通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。
【教學(xué)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。
【教學(xué)難點】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
【教學(xué)方法】等效法、類比法、比較法、實驗法
【教學(xué)儀器】燈泡（36V，18W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機
【教學(xué)過程】
（一）引入新課
教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。
學(xué)生：（1）電燈把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能；
（2）電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；
（3）電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能；
（4）電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識。
（二）進(jìn)行新課
1、電功和電功率
教師：請同學(xué)們思考下列問題
（1）電場力的功的定義式是什么?
（2）電流的定義式是什么?
學(xué)生：（1）電場力的功的定義式W=qU
（2）電流的定義式I=
教師：投影教材圖2.5-1（如圖所示）
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?
學(xué)生：在時間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
教師：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？
學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt
教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。
電功：
（1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.
（2）定義式：W=UIT
教師：電功的定義式用語言如何表述？
學(xué)生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。
教師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些？
學(xué)生：（1）在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.
（2）電功的常用單位有：千瓦時，俗稱“度”，符號是kWh.
教師：1kWh的物理意義是什么？1kWh等于多少焦？
學(xué)生：1kWh表示功率為1kW的用電器正常工作1h所消耗的電能。
1kWh=1000W×3600s=3.6×106J
說明：使用電功的定義式計算時，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。
教師：在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時間里，電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。
（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）
［說明］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。
教師：在力學(xué)中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分，電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢？
學(xué)生分組討論。
師生共同總結(jié)：
（1）利用P=計算出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。
（2）利用P=IU計算時，若U是某一時刻的電壓，I是這一時刻的電流，則P=IU就是該時刻的瞬時功率。
教師：為什么課本沒提這一點呢？
學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)：
這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時間變化，也就是說瞬時功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時功率了。
［說明］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。
2、焦耳定律
教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。
設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計算在時間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。
學(xué)生：求解產(chǎn)生的熱量Q。
解：據(jù)歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR
在時間t內(nèi)電場力對電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt
由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。
產(chǎn)生的熱量為
Q=I2Rt
教師指出：這個關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們在初中已經(jīng)學(xué)過了。
學(xué)生活動：總結(jié)熱功率的定義、定義式及單位。
熱功率：
（1）定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。
（2）定義式：P熱==I2R
（3）單位：瓦（W）
［演示實驗］研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
（投影）實驗電路圖和實驗內(nèi)容：
取一個玩具小電機，其內(nèi)阻R=1.0Ω，把它接在如圖所示的電路中。
（1）先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
（2）再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0V（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
［實驗結(jié)果］
（1）電機不轉(zhuǎn)時，U=0.50V，I=0.50A，
P電=UI=0.50×0.50W=0.25W
P熱=I2R=0.502×1.0W=0.25W
P電=P熱
（2）電機轉(zhuǎn)動時，U=2.0V，I=0.40A，
P電=UI=2.0×0.40W=0.80W
P熱=I2R=0.402×1.0W=0.16W
P電＞P熱
學(xué)生：分組討論上述實驗結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
師生共同活動：總結(jié)：
（1）電功率與熱功率的區(qū)別
電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。
熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。
（2）電功率與熱功率的聯(lián)系
若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電
教師指出：上述實驗中，電機不轉(zhuǎn)時，小電機就相當(dāng)于純電阻。
若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時電功率大于熱功率，即P電＞P熱。
教師指出：上述實驗中，電機轉(zhuǎn)動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電＞P熱。
（三）課堂總結(jié)、點評
教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
（四）實例探究
☆求兩點間的電勢差
【例1】不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是
A.接在110V的電路上時的功率為20W
B.接在110V的電路上時的功率為10W
C.接在440V的電路上時的功率為160W
D.接在220V的電路上時的功率為40W
解析：正確選項為BD。
（法一）由得燈泡的電阻Ω＝1210Ω
∴電壓為110V時，W=10W
電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.
（法二）由。可知R一定時，P∝U2，
∴當(dāng)U=110V=，P=P額/4=10W
說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標(biāo)稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額I額可知，P、U、I有同時達(dá)到、同時超過、同時不滿足的特點。
【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少?電動機的機械功率是多少?
解析：電動機不轉(zhuǎn)動時，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻：
電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，其輸入的電功率為
P入=I1U1＝0.8×2W＝1.6W
電動機的機械功率
P機=P入-I12r=1.6-0.82×1W=0.96W
說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動機消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機械能；④對電動機來說，輸入的功率P入=IU；發(fā)熱的功率P熱=I2R；輸出的功率，即機械功率P機=P入-P熱=UI-I2R。
【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.6×１０7kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3×103kW，平均年發(fā)電量為1.7×107kWh，其規(guī)模居世界第二位。
（1）試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負(fù)荷工作幾小時?
（2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6m，計算每次漲潮時流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%）
解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×103kW，年發(fā)電量為1.07×１０7kWh，由公式W=Pt可算出每天滿負(fù)荷工作的時間為
s=9.8h
（2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為
J
因為
所以每次漲潮的平均流量為
m3/次
說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160V，電壓表的讀數(shù)為110V，求
（1）通過電動機的電流是多少？
（2）輸入到電動機的電功率是多少？
（3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量是多少？
解析：
（1）設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則
U1=110V，U2=U-U1=（160-110）V=50V
通過電動機的電流為I，則I==A=5A
（2）輸入到電功機的電功率P電，P電=U1I=110×5W=550W
（3）在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=52×0.6W=15W
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=52×0.6×3600J=54000J
說明：電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以計算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內(nèi)阻。
通過計算發(fā)現(xiàn)，電動機消耗的電功率遠(yuǎn)大于電動機的熱功率。
高二物理焦耳定律教案
古人云，工欲善其事，必先利其器。教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？下面是由小編為大家整理的“高二物理焦耳定律教案”，供您參考，希望能夠幫助到大家。
2.5焦耳定律【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識與技能
1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。
2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計算。
3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
（二）過程與方法
通過推導(dǎo)電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
（三）情感、態(tài)度與價值觀
通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點的教育。
【教學(xué)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。
【教學(xué)難點】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
【教學(xué)方法】等效法、類比法、比較法、實驗法
【教學(xué)儀器】燈泡（36V，18W）、電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機
【教學(xué)過程】
（一）引入新課
教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請同學(xué)們列舉生活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。
學(xué)生：（1）電燈把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能；
（2）電爐把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；
（3）電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能；
（4）電解槽把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和電功率的知識。
（二）進(jìn)行新課
1、電功和電功率
教師：請同學(xué)們思考下列問題
（1）電場力的功的定義式是什么?
（2）電流的定義式是什么?
學(xué)生：（1）電場力的功的定義式W=qU
（2）電流的定義式I=
教師：投影教材圖2.5-1（如圖所示）
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?
學(xué)生：在時間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
教師：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？
學(xué)生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt
教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。
電功：
（1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.
（2）定義式：W=UIT
教師：電功的定義式用語言如何表述？
學(xué)生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。
教師：請同學(xué)們說出電功的單位有哪些？
學(xué)生：（1）在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.
（2）電功的常用單位有：千瓦時，俗稱“度”，符號是kWh.
教師：1kWh的物理意義是什么？1kWh等于多少焦？
學(xué)生：1kWh表示功率為1kW的用電器正常工作1h所消耗的電能。
1kWh=1000W×3600s=3.6×106J
說明：使用電功的定義式計算時，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。
教師：在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時間里，電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風(fēng)扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。
（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）
［說明］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。
教師：在力學(xué)中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分，電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢？
學(xué)生分組討論。
師生共同總結(jié)：
（1）利用P=計算出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。
（2）利用P=IU計算時，若U是某一時刻的電壓，I是這一時刻的電流，則P=IU就是該時刻的瞬時功率。
教師：為什么課本沒提這一點呢？
學(xué)生討論，教師啟發(fā)、引導(dǎo)：
這一章我們研究的是恒定電流，用電器的構(gòu)造一定，通過的電流為恒定電流，則用電器兩端的電壓必是定值，所以U和I的乘積P不隨時間變化，也就是說瞬時功率與平均功率總是相等的，故沒有必要分什么平均功率和瞬時功率了。
［說明］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。
2、焦耳定律
教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能與電路中的電學(xué)元件有關(guān)。在純電阻元件中電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，于是導(dǎo)體發(fā)熱。
設(shè)在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計算在時間t內(nèi)電流通過此電阻產(chǎn)生的熱量Q。
學(xué)生：求解產(chǎn)生的熱量Q。
解：據(jù)歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR
在時間t內(nèi)電場力對電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt
由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。
產(chǎn)生的熱量為
Q=I2Rt
教師指出：這個關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學(xué)們在初中已經(jīng)學(xué)過了。
學(xué)生活動：總結(jié)熱功率的定義、定義式及單位。
熱功率：
（1）定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。
（2）定義式：P熱==I2R
（3）單位：瓦（W）
［演示實驗］研究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
（投影）實驗電路圖和實驗內(nèi)容：
取一個玩具小電機，其內(nèi)阻R=1.0Ω，把它接在如圖所示的電路中。
（1）先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50V，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
（2）再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0V（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。
［實驗結(jié)果］
（1）電機不轉(zhuǎn)時，U=0.50V，I=0.50A，
P電=UI=0.50×0.50W=0.25W
P熱=I2R=0.502×1.0W=0.25W
P電=P熱
（2）電機轉(zhuǎn)動時，U=2.0V，I=0.40A，
P電=UI=2.0×0.40W=0.80W
P熱=I2R=0.402×1.0W=0.16W
P電＞P熱
學(xué)生：分組討論上述實驗結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。
師生共同活動：總結(jié)：
（1）電功率與熱功率的區(qū)別
電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。
熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。
（2）電功率與熱功率的聯(lián)系
若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電
教師指出：上述實驗中，電機不轉(zhuǎn)時，小電機就相當(dāng)于純電阻。
若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時電功率大于熱功率，即P電＞P熱。
教師指出：上述實驗中，電機轉(zhuǎn)動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電＞P熱。
（三）課堂總結(jié)、點評
教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
（四）實例探究
☆求兩點間的電勢差
【例1】不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是
A.接在110V的電路上時的功率為20W
B.接在110V的電路上時的功率為10W
C.接在440V的電路上時的功率為160W
D.接在220V的電路上時的功率為40W
解析：正確選項為BD。
（法一）由得燈泡的電阻Ω＝1210Ω
∴電壓為110V時，W=10W
電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.
（法二）由。可知R一定時，P∝U2，
∴當(dāng)U=110V=，P=P額/4=10W
說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標(biāo)稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額I額可知，P、U、I有同時達(dá)到、同時超過、同時不滿足的特點。
【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少?電動機的機械功率是多少?
解析：電動機不轉(zhuǎn)動時，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻：
電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，其輸入的電功率為
P入=I1U1＝0.8×2W＝1.6W
電動機的機械功率
P機=P入-I12r=1.6-0.82×1W=0.96W
說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動機消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機械能；④對電動機來說，輸入的功率P入=IU；發(fā)熱的功率P熱=I2R；輸出的功率，即機械功率P機=P入-P熱=UI-I2R。
【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.6×１０7kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3×103kW，平均年發(fā)電量為1.7×107kWh，其規(guī)模居世界第二位。
（1）試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負(fù)荷工作幾小時?
（2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6m，計算每次漲潮時流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%）
解析：（1）江廈潮汐電站功率為3×103kW，年發(fā)電量為1.07×１０7kWh，由公式W=Pt可算出每天滿負(fù)荷工作的時間為
s=9.8h
（2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為
J
因為
所以每次漲潮的平均流量為
m3/次
說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
【例4】有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160V，電壓表的讀數(shù)為110V，求
（1）通過電動機的電流是多少？
（2）輸入到電動機的電功率是多少？
（3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量是多少？
解析：（1）設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則
U1=110V，U2=U-U1=（160-110）V=50V
通過電動機的電流為I，則I==A=5A
（2）輸入到電功機的電功率P電，P電=U1I=110×5W=550W
（3）在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=52×0.6W=15W
（4）電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=52×0.6×3600J=54000J
說明：電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以計算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內(nèi)阻。
通過計算發(fā)現(xiàn)，電動機消耗的電功率遠(yuǎn)大于電動機的熱功率。
