高二年级物理学科导学案 课题名称：2.5 焦耳定律
学习目标 1．理解电流热效应的本质 2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算 3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热
重点 焦耳定律
难点 电功和电热之间的联系和区别 自主学习
1、电功（1）定义：电流流过导体，导体内的自由电荷在电场力作用下发生 ，在驱使自由电荷定向移动的过程中，电场力对自由电荷做了 ，也就是通常说的电流做的功，简称电功。
（2）公式：W=qU= .在纯电阻电路中还可写成：W= = 。 （3）国际单位： （符号J） 常用的单位还有：千瓦时（kW·h）,亦成为度，1kW·h= J 。 2、电功率
（1）定义： 内电流所做的功叫做电功率。
（2）公式：P=W/t= ,是计算电功率普遍适用的公式。在纯电阻电路中还可写成：P= = 。
（3）单位： （符号W）。
（4）额定功率：用电器在 时的 功率称为额定功率。 3、焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 。
（2）公式：Q= ，对纯电阻电路还可写成Q= = 。注意：焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是计算电热，都应选用焦耳定律。 4、电热功率
（1）定义： 内电流通过导体产生的热量叫做电热功率。
（2）公式：P= ，在纯电阻电路中还可以写成：P= = 。
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同步导学
1.电功和电功率
（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。
（2）W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率
（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.
（2）Q=I2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量（电热）；P=I2R是热功率的计算式，
3.电功和电热
（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，
U2t.电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=IRt=R2
U2同理P=UI=IR=.
R2
（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其他＋Q.
（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=Ut；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt
R2计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。
例1 一台电动机，线圈电阻为0.4Ω，当它两端所加电压为220 V时，通过的电流是5A问：
（1）电动机的输入功率多大？ （2）电动机每分钟消耗电能多少？
（3）电动机每分钟产生的电热多少？产生机械能多少？
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练习 1. 用电器两端电压220V，这意味着(
)
A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J B.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量
C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W
D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J
2. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )
A.灯泡的实际功率为50W B.灯泡的实际功率为25W
C.通过灯泡的电流为额定电流的
11D.通过灯泡的电流为额定电流的
2 43.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将
A、B两端接入电源，最暗的灯是 ( )
A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定( A.P甲〉P乙
C.P甲=P乙
B.P甲〈P乙 D.无法确定
)
5.一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈内阻为 R，当它工作时，下述说法中错误的是 （ ）
A．电动机的输出功率为U2／R B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU-I2R D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R 6.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）
7.关于电功，下列说法中正确的有( )
A.电功的实质是电场力所做的功 B.电功是电能转化为内能
C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度 D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
8. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )
A.大于91W B.小于91W C.等于91W D.条件不足，无法确定
9. 两个电阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并联在电路中．欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是（ ）
A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联 B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联
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C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联 D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联 10、理发用的电吹风机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。设电动机线圈电阻为R1 ，它与电热丝电阻值R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I消耗的功率为P，则有 （ ）
A．P?UI B．P?I2(R1?R2) C．P?UI D．P?I2(R1?R2)
11、一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。
12、一台国产XQB30—13型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算： 额定电压 额定频率 额定洗衣、脱水功率 额定洗衣、脱水容量 整机质量 外形尺寸(长×宽×高) 220 Ｖ 50 Hz 360 W 3 kg 33 kg (5４2×550×９20)ｍｍ3 (1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大?
(2)如洗衣、脱水的累计时间为40 min，则洗衣机耗电多少?
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