第3节 焦耳定律 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1．理解电功、电功率的概念、计算公式．(重点) 2．掌握焦耳定律并会用公式Q＝I2Rt计算电热．(重点) 3．能识别纯电阻电路与非纯电阻电路，掌握电功率和热功率的区别和联系．(重点、难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电能 电功和电功率 电功 电功率 概念 电场力对定向移动的自由电荷所做的功 单位时间内电流所做的功 公式 W＝qU＝UIt P＝＝UI 单位 焦耳，符号J 瓦特，简称瓦，符号W 物理 意义 描述电能转化为其他形式的能的多少 描述电流做功的快慢 二、焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比． 2．公式：Q＝I2Rt. 3．单位：焦耳，简称焦，符号J. 三、身边的电热 1．电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率较大的材料制成的． 2．电焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法． 3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花． 4．电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热． [基础自测] 1．思考判断 (1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位.1 kW·h＝3.6×106 J．(√) (2)电流做功的过程中，电能转化为其它形式的能．(√) (3)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越小．(×) [提示] 功率是单位时间内做功的多少． (4)电功率越大，电流做功一定越快．(√) (5)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．(×) [提示] 电功和电热是不同概念，纯电阻电路中电功等于电热． (6)W＝UIt可以计算任何电路的电功．(√) (7)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量．(√) (8)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt.(×) [提示] 只有纯电阻电路中W＝Q. 2．电功率的表达式有三个，P＝UI、P＝I2R、P＝，下列对这三个表达式的认识正确的是( ) A．P＝UI适合于纯电阻电路电功率的计算，对于非纯电阻电路不适用 B．P＝I2R适合于一切电路的热功率的计算 C．P＝适合于一切电路电功率和热功率的计算 D．三个公式各自的适用条件与电路的连接方式有关 B [电路可分为纯电阻电路和非纯电阻电路，P＝UI对两种电路都适用，A错误；P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，B正确；P＝只适用于纯电阻电路的电功率和热功率的计算，C错误；P＝UI、P＝I2R、P＝的适用条件与电路的连接方式无关，D错误．] 3．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为，则在时间t内产生的热量为( ) A．4Q B．2Q C. D. C [根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的，时间不变，则热量变为原来的，C正确．] 有一直流电动机的线圈电阻为1 Ω，在12 V的电压下，其输出的机械功率为20 W，则这时通过电动机的电流为_____． [解析] 直流电动机消耗的电能一部分转化为电热，另一部分转化为机械能．设在12 V的电压下，电动机的工作电流为I，则 P电＝UI＝I2R＋P机 代入数据得I2－12I＋20＝0，解得I＝2 A或I′＝10 A I′＝10 A时，电热功率P热＝I′2R＝100 W，远大于输出的机械功率(有用功率)，不符合实际，应舍去． [答案] 2 A [合 作 探 究·攻 重 难] 电功和电功率 电热和热功率 1.对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少． (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用． 2．对电功率的理解 (1)电功率P＝＝UI ... ...
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