高中物理人教版选修3-1导学案：2.5 焦耳定律
高中物理2.5焦耳定律导学案新人教版选修3-1
高中物理 2.5 焦耳定律导学案 新人教版选修3-1 【学习目标】1．通过分析类比理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．说出电功和电热的关系。
说出公式Q=I 2Rt （P=I 2R ）、Q=U 2t/R （P=U 2/R ）的适应条件。
3．说出非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
【重点难点】重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
【学习内容】【自主预习】一、电功和电功率1．电功：电流做功，就是导体中的______________对______________的静电力在做功，驱动自由电荷做定向移动，其结果是电荷的__________减少，而其他形式的能增加．电流做的功简称电功．计算公式：用W 表示电功，计算公式为：________，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 、电流I 、通电时间t 三者的乘积．国际单位制中的单位是：________，其他单位还有：千瓦时(kW ·h )，也叫度．2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做________．定义式为：P ＝W t计算公式：________，表示电流在一段电路上做功的功率等于电流I 与这段电路两端的电压U 的乘积．国际单位制中的单位是：________，其他单位还有：千瓦(kW )．二、焦耳定律1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比，跟导体的______________成正比，这一规律叫做焦耳定律．公式表示为：______.2．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，定义式为：P ＝Q t计算公式为：________.3．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的________．4．非纯电阻电路：含有__________或__________的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为__________或________.【课堂反思】一、电功和电功率[问题情境]在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹凉风、暖风和热风．你知道如何计算它们消耗的电能吗？1．电流做功的实质是什么？2．设加在一段电路两端的电压为U ，流过电路的电流为I ，试推导电流做功的表达式．[要点提炼]1．电功的计算式：______________.2．电功率的计算式：____________.二、焦耳定律[问题情境]随着家用电器的增多，特别是空调，电热器等大功率用电器的使用，引发的火灾事故越来越多．据统计很大一部分火灾的事故原因是导线、插座或开关等元件温度升高而导致的．电流通过导体为什么会发热，产生的热量与哪些因素有关呢？1．什么样的电路是纯电阻电路？2．电功和电热相等吗？[要点提炼]1．焦耳定律的表达式：____________.2．电功与电热的关系：纯电阻电路中：________________ 非纯电阻电路中：_______.【典型例题】例1、将A、B两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（）A、若A灯中的电流比B灯大，则A灯一定比B灯亮B、若A灯两端的电压比B灯大，则A灯一定比B灯亮C、若电流对A灯做的功比B灯多，则A灯一定比B灯亮D、若A灯消耗的电功率比B灯大，则A灯一定比B灯亮例2、额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8 ，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？例3、某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动。
高中物理 2.5焦耳定律导学案 新人教版选修3-1(2021年最新整理)
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第二章恒定电流第5节焦耳定律【学习目标】1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义.了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
公式Q=I2Rt(P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件.3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热.4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题.5．通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
【重点、难点】重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点:主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
预习案【自主学习】1．通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗?2．想想议议：小明乘着妈妈外出时不做作业而偷俞看电视，妈妈回来前才关掉电视假装做作业。
然而这些被聪明的妈妈发现了，你们知道妈妈是怎样知道小明在家偷看电视的吗？3.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：【学始于疑】探究案【合作探究一】1。
家用电器中哪些利电流的热效应来工作的？比一比,看谁知道的最多.2。
思考讨论：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？3.对于一个确定的电阻其发热功率与电压、电流会不会有关系呢？4.可以用怎样的实验方法来探究你的猜测是否正确？归纳总结【合作探究二】理论探究问题1：电场力对电荷做功的公式？电量与电流的关系？功与功率的关系？问题2:电流做功的公式?电流做功功率公式？问题3：如果不知道电路中的电压但是知道电阻，则公式应该是？成立的条件是什么？问题4：纯电阻电路，电流做功将电能全部转化为内能，所以该公式可以求电热，那么非纯电阻情况下,你能否推导出该公式？归纳总结:【课堂小结/本节知识网络】试分析两种电路并填下表：【思考】部线圈内阻为r，在正常工作时电压为U，测得通1过电动机的电流为I，（1）1则电路中电流做功的电功率为,电动机线圈产生的热功率为，电动机对外做功的输出功率为；（2）经过时间t消耗的电能为，电动机内部线圈产生的热量为 ,电动机对外做功为 .【当堂检测】1．微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为1 Ω，当加在它两端的电压为2。
高中物理选修3-1学案：2.5 焦耳定律
5 焦耳定律[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．一、电功和电功率 1．电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程．(2)电功的计算公式：W ＝IUt . 单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P ＝Wt ＝UI .(3)单位：瓦特，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．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，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)表达式：Q ＝I 2Rt . 2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P ＝I 2R .(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量． [即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)电功率越大，表示电流做功越多．(×)(2)电功W ＝UIt 可以用来计算所有电路中电流所做的功．(√)(3)电热Q ＝I 2Rt 可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．(√)(4)电功一定等于电热．(×)(5)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(√) 2．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I2，则在时间t 内产生的热量为________． [答案]Q 2[解析] 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，Q ′＝⎝⎛⎭⎫I 22·2R ·t ＝12I 2Rt ＝12Q .一、电功和电热的理解[导学探究] (1)电吹风工作时，将电能转化为什么能？ (2)电熨斗工作时，将电能转化为什么能？[答案] (1)电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能． (2)电熨斗工作时，将电能转化为内能． [知识深化]1．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能． 2．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况电功和电热的关系 W ＝Q 即IUt ＝I 2Rt ＝U 2R t W ＝Q ＋E 其他 UIt ＝I 2Rt ＋E 其他 电功率和热功率的关系 P ＝P 热，即IU ＝I 2R ＝U 2RP ＝P 热＋P 其他 即IU ＝I 2R ＋P 其他 欧姆定律是否成立U ＝IR I ＝UR成立U ＞IR I ＜UR不成立例1 (多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 [答案] BCD[解析] 电功率公式P ＝Wt ，表示电功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 、R 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大,A 错． W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 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 ，故UI >I 2R ，C 对． Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．例2 规格为“220 V 36 W ”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接220 V 的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率． [答案] (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W[解析] (1)排气扇在220 V 的电压下正常工作时的电流为I ＝P U ＝36220 A ≈0.16 A.发热功率为P 热＝I 2R ＝(0.16)2×40 W ≈1 W. 转化为机械能的功率为P 机＝P －P 热＝(36－1) W ＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I ′＝U R ＝22040 A ＝5.5 A.电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P 电′＝P 热′＝UI ′＝220×5.5 W ＝1 210 W.1．W ＝UIt 是电功的计算式，P 电＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路．Q ＝I 2Rt 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，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率．2．只有在纯电阻电路中才有W ＝Q ，P 电＝P 热，而在非纯电阻电路中W ＞Q ，P 电＞P 热． 3．在纯电阻电路中，由UIt ＝I 2Rt 得I ＝UR ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中，由UIt＞I 2Rt 知U ＞IR ，即欧姆定律不成立． 二、纯电阻电路中的功率分配及计算例3 额定电压都是110 V 、额定功率P A ＝100 W 、P B ＝40 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( )[答案] C[解析] 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且有U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯被烧毁，A 灯不能正常发光．对于C 电路，B 灯与滑动变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中滑动变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中滑动变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小．1．串联、并联电阻的功率分配(1)串联电路：P 1P 2＝R 1R 2，P n P ＝R nR(由P ＝I 2R 可得)，电阻越大，功率越大．(2)并联电路：P 1P 2＝R 2R 1，P n P ＝R R n (由P ＝U 2R可得)，电阻越大，功率越小．2．计算纯电阻电路的功率时，可以用P ＝UI ，也可以用P ＝I 2R 或P ＝U 2R.做题时要根据题目灵活选用．三、非纯电阻电路功率的分析与计算例4 小型直流电动机(其线圈内阻为r ＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W ”的小灯泡并联，再与阻值为R ＝5 Ω的电阻串联，然后接至U ＝12 V 的电源上，如图1所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：图1(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率P 出； (3)电动机的效率．[答案] (1)0.6 A (2)2.04 W (3)85% [解析] (1)流经灯泡的电流 I L ＝P L U L ＝44 A ＝1 A流经电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45 A ＝1.6 A流经电动机的电流I ＝I R －I L ＝0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P ＝U L I ＝4×0.6 W ＝2.4 W 电动机的热功率P 热＝I 2r ＝(0.6)2×1 W ＝0.36 W电动机输出功率P 出＝P －P 热＝2.4 W －0.36 W ＝2.04 W (3)电动机的效率：η＝P 出P ×100%＝2.042.4×100%＝85%.1．电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r .(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入×100%＝IU －I 2r IU ×100%.2．串、并联电路的总功率(1)串联电路：P总＝U总I＝(U1＋U2＋U3＋…)I＝P1＋P2＋P3＋…(2)并联电路：P总＝UI总＝U(I1＋I2＋I3＋…)＝P1＋P2＋P3＋…即无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和．针对训练 如图2所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W ”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )图2A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W [答案] C[解析] 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝611 A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W ，A 错，C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B 错；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错．1．(对电功率的理解)如图3所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )图3A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝I 2R ＋U 2R[答案] C[解析] 家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P ＝UI 来计算，C 正确． 2．(对焦耳定律的理解)(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内()A．电炉放热与电动机放热相等B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的功率大于电炉的功率[答案]ABD3．(纯电阻电路功率的分配及计算)把6个相同的电灯接成如图4甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足()图4A．R2＝9R1B．R2＝6R1C．R2＝3R1D．R1＝R2[答案] A[解析]设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R1＝P R2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以选项A正确．4．(非纯电阻电路的功率的分析与计算)一台小型电动机在380 V电压下正常工作时，能将30 kg的货物在30 s内匀速提升30 m，通过它的电流是1 A．除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g取10 N/kg)(1)拉力对货物做功的功率；(2)电动机的输出功率；(3)电动机线圈所产生的热量．[答案](1)300 W(2)300 W(3)2 400 J[解析](1)货物匀速上升，故拉力等于重力，故有F＝mg＝30×10 N＝300 N，上升的速度为v＝ht ＝30 m30 s＝1 m/s，故拉力的功率为P＝F v＝300×1 W＝300 W.(2)电动机的输出功率P出＝P＝300 W.(3)由能量守恒定律可知Q＝IUt－mgh＝(1×380×30－300×30) J＝2 400 J.。
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学海无涯
问题 2：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。
推进新课 [事件 2] 教学任务：推导电流做功的表达式 师生活动： 思考并讨论：(多媒体打出画面)一段导体长为 L，横截面积为 S，电阻为 R，在导体两 端加上电压U，通过导体的电流为 I。
图 2.5－1 推导电流做功的表达式
参考答案：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由
欧姆定律得电动机线圈内阻：r＝U/I＝0.3/0.3 Ω＝1 Ω。
电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为 P 入＝I1U1＝0.8×2 W＝1.6 W，电动机的机械功率P 机＝P 入－I r21＝1.6 W－0.8 ×2 1 W＝0.96 W。
课堂训练 1．规格为“220 V 1 000 W”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。
学海无涯
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．P B．U2/r C．P2r/U2 D．P－P2r/U2 答案：1.(1)4.5 A (2)48.4 Ω 2.C [事件 5] 教学任务：电功率和热功率的综合运用与理解。 师生活动： 【探究实验】 案例：给你玩具电风扇 1 台、干电池 2 节、电压表和电流表各 1 只、导线若干。 请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工作时总功率(电功率)和输出的机械功 率。 参考做法： 1. 先卡住电风扇，将其接入电路，将电流表与其串联，电压表与其并联，测出相应的 电 流值 I 和电压值 U，则 R＝U/I。(电风扇不转时所加电压要尽量小，为什么？) 2. 让电风扇正常运转，将电流表与其串联，电压表与其并联，测出相应的电流值 I 和 电 压值 U，则 P 总＝UI，P 出＝UI－I2R。 学生分组讨论上述实验结果，总结电功率与热功率的区别和联系。再次强调以下结论： (1) 电功率与热功率的区别：电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗 的全部电功率，决定于这段电路两端电压 U 和通过的电流 I 的乘积。热功率是在某段电路 上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方 I2 和电阻R 的乘积。 (2) 电功率与热功率的联系：若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等， 即 P 热＝P 电。教师指出：上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。若电路中有电 动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为 内能，这时电功率大于热功率，即 P 电＞P 热。教师指出：上述实验中，电机转动时，电机消 耗的电功率，其中有一部分转化为机械能，有一部分转化为内能，故 P 电＞P 热。 课堂巩固与反馈 [事件 6] 教学任务：形成性测试：学生独立完成。时间：5 分钟。 1．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.电场力做功是电能转化为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 2．A、B、C 三个灯泡如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则 RA∶RB∶RC 为 ()
高中物理 2.5 焦耳定律教学案 新人教版选修3-1
高中物理人教版选修3-1教学案：2.5 焦耳定律【知识要点】1．电功（1）定义：电流通过导体所做的功叫电功。
①电流做功的实质是电场力移动电荷做功。
②电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程,转化的能量的数值等于电流做功的数值。
（2）电功的计算：W=qU=Uit2．电功率（1）定义：电流所做的功跟所用时间的比值叫电功率。
（2）意义：电功率是描述电流做功快慢的物理量。
（3）电功率的大小：P=W/t=UI（4）单位：W、kW（5）额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。
3．电流的热效应：电流的热效应以及产生热效应的微观解释。
4．焦耳定律①内容：电流通过导体时的发热量Q，与电流I的平方成正比，与电阻R成正比，与通电时间t成正比。
②公式：Q=I2Rt5．热功率①热功率：单位时间内发热的功率P=Q/t叫热功率。
②公式：P=I2R6．电功率与热功率的区别：①电功率表示输入给一段电路的全部电功率。
热功率是一段电路上发热消耗的电功率。
②纯电阻路中：电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻电路中：电功大于电热，电功率大于热功率。
【典型例题】1．"220V、66W"的电风扇，线圈电阻为20Ω，求接上220V电压后，电风扇消耗功率、转化为机械能的功率和发热功率。
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功率。
3．如图所示，L1，L2是两个规格不同的灯泡，当它们如图连接时，恰好都能正常发光，设电路两端的电压保持不变，现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是（）A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2亮度不变P【课后作业】1．将一段电阻丝接到电压为U的电源上时，消耗的电功率为P，若将这一段电阻丝接在电压为2U的电源上时，它消耗的功率大小为（不考虑温度对电阻的影响）（）A．P B．2PC．4P D．8P2．不考虑温度对电阻的影响，一个"220V，40W"的灯泡，下列说法中正确的是（）A．接在110V线路上的功率为20WB．接在110V线路上的功率为10WC．接在440V线路上的功率为160WD．接在50V线路上的功率为55W3．下列关于电功和电热的说法正确的是（）A．在纯电阻电路中，某段时间内电流做的功等于这段时间内产生的热量。
高一物理人教版选修3-1导学案：2.5 焦耳定律(2篇)
2-5 焦耳定律[学习目标]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.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 [学习过程]任务一：阅读课本，并回答下面两个问题。
1.如图1所示，电路中电流为I ，通电时间为t ，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？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．静电力做的功是多少？2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？1.电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．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量．2.电功的计算公式：W ＝IUt . 电功的单位：焦耳，符号为J.常用的单位还有：千瓦时(kW ·h)，也称“度”，1 kW ·h ＝3.6×106J ． 3.电功率：单位时间内电流所做的功．它表示电流做功的快慢． 电功率的计算公式：P ＝Wt＝IU,_ 电功率的单位：瓦特，符号为W.任务二：某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路．任务三：阅读课本，写出焦耳定律的表达式，并说出适用条件。
1.焦耳定律(1)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． (2)公式：Q ＝I 2Rt . 2.热功率(1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值，叫做热功率． (2)表达式：P ＝Q t＝I 2R .3.纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．此时电功等于电热W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t, 电功率等于热功率P ＝P 热＝UI ＝I 2R ＝U 2R.4.非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为机械能或化学能，还有一小部分转化为内能．此时电功大于电热： W ＝UIt ＝Q ＋E 其他>Q ＝I 2Rt ，电功率大于热功率：P ＝UI ＝P 热＋P 其他>P 热＝I 2R .任务四：完成以下练习，检测本节课学习效果。
高中物理选修3-1导学案 2.5焦耳定律2.6电阻定律
焦耳定律电阻定律（一）、学习目标:1、知识与技能（1）从电能向其它形式的能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系。
（2）理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用。
（3）区分电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。
2、过程与方法通过教学培养学生运用焦耳定律解决一些简单实际问题的能力。
3、情感态度价值观（1）通过对所学知识的应用，体会物理知识来源于生活，服务于社会的理念。
（2）使学生通过对英国物理学家焦耳的了解，受到其刻苦钻研精神和严谨科学态度的感染和熏陶。
（二）学习过程：一、看课本53页：1、是能量转化的量度，电能转化为其他形式的能的过程就是的过程，等于电能转化为其他形式能的数量。
电流做功实质上是。
2、推导电流做功的表达式：结论：电功的表达式：文字表述：。
3、电功率（1）定义：（2）公式：单位：二、看课本53----54页：1、只含白炽灯、电炉等电热元件的电路是。
电流通过做功时，电能全部转化为。
电流在这段电路中做的功W就等于Q．即：Q= 。
2、焦耳定律：公式：内容：3、热功率：公式：4、思考并讨论：（1）在纯电阻电路中，电功和电热的关系：电功率和热功率的关系：（2）在非纯电阻电路中，电功和电热的关系：电功率和热功率的关系：例题：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，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？跟踪练习：1、关于电功和电热的说法正确的是：A、电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能B、电功率越大，电流做功越多 C.电功率越大，电流做功越快D.在相同时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定多。
2、不考虑温度对电阻的影响，关于一只“220V 40w”的灯泡，下列说法正确的是：A、接在110V线路上功率为20WB、接在110V线路上功率为10WC、接在440V线路上功率为160WD、接在55V线路上功率为2、5W三、看课本56页-------59页：1、电阻定律的内容：公式：其中ρ叫做，与有关，是表征的一个重要的物理量。
高中物理选修3-1学案：2.5 焦耳定律
第5节焦耳定律学习目标核心提炼1.理解电功和电功率的概念，明确电流做功的实质。
4个概念——电功、电功率、电热、热功率4个公式——W＝IUt、P＝IU、Q＝I2Rt、P＝I2R2个电路——纯电阻电路和非纯电阻电路2.理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。
3.电功率和热功率的理解。
一、电功和电功率1.电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流和通电时间t三者的乘积。
(2)公式：W＝IUt。
(3)国际单位：焦，符号为J。
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力在做功。
(5)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，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。
2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)公式：P＝Wt＝IU。
(3)单位：瓦，符号：W。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
二、焦耳定律和热功率1.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，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(2)表达式：Q＝I2Rt。
(3)适用条件：任何电路。
2.热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)表达式：P＝I2R。
(3)适用条件：任何电路。
3.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的电热。
(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路。
在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能。
(3)纯电阻电路中：W＝Q；P＝P热；非纯电阻电路中：W＝Q＋E其他>Q；P＝P热＋P其他>P热。
思考判断1.电功率越大，电功越大。
(×)2.1千瓦时＝3.6×106 J。
(√)3.非纯电阻电路中，电热的表达式是Q＝I2Rt。
(√)4.电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
(×)5.根据I＝UR可导出P＝U2R，该公式可用于任何用电器。
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5 焦耳定律学习目标1.理解电功、电功率的概念、公式的物理意义;了解实际功率和额定功率.2.知道电功和电热的关系;理解公式Q=I2Rt(P=I2R)、Q=t(P=)的适用条件.3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能的转化关系,电功大于电热.4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题.自主探究1.所谓电流做功,实质上是导体中的对自由电荷的在做功.2.电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路中的、三者的乘积,即W= .3.单位时间内电流所做的功叫做电功率.电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积,即P= .4.电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为.5.电热Q= ,热功率P= .6.若电路中有电动机或电解槽,电能除转化为内能外,还转化为或,它们之间遵从能量守恒定律.合作探究一、电功和电功率【归纳总结】1.电功(1)定义:.(2)表达式:.即一段电路上的电功就等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积.(3)单位:焦耳,符号为J.2.电功率(1)定义:.(2)表达式:P==IU.(3)单位:瓦特,符号W.(4)物理意义:.(5)串联电路中:由P=I2R知==…=I2,电阻越大,功率越大;并联电路中:由P=知P1R1=P2R2=…=U2,电阻越小,功率越大.二、焦耳定律【演示实验】为了让学生进一步理解焦耳定律,对电热与电阻、电热与电流的关系进行实验演示,实验装置如图所示.实验1:研究电热与电阻关系结论:.实验2:研究电热与电流关系结论:.【归纳总结】1.焦耳定律(1)内容:.(2)表达式:.(3)适用范围:.(4)实质:电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能.2.热功率单位时间内导体的发热量叫热功率.热功率即电能转化为内能的功率,即P==I2R.【例题】一个电动机,线圈电阻是0.4 Ω,当它两端所加的电压为220 V时,通过的电流是5 A.这台电动机每分钟所做的机械功有多少?【巩固练习】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,以下结论正确的是()A.P>IUB.P=I2(R1+R2)C.P=IUD.P>I2(R1+R2)【拓展练习】微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,为 1 Ω,当加在它两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,且能正常工作.求:(1)它的额定输入功率.(2)工作时由导线发热损失的功率.(3)它的最大输出功率.三、电热的利用和防止1.电热的利用利用电热孵化器孵小鸡,电热器的优点:清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度.2.电热的危害很多情况下我们并不希望用电器的温度过高.如:为了通风散热,电视机的后盖有很多孔,电脑运行时要用微型风扇及时散热等.课堂检测1.通过电阻R的电流为I时,在时间t内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为时,则在时间t内产生的热量为()A.4QB.2QC.D.2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是()A.Q=UItB.Q=I2RtC.Q=tD.W=Pt3.一台电动机的输出功率是10 kW,这表明该电动机工作时()A.每秒消耗10 kW电能B.每秒对外做10 kW功C.每秒消耗10 kJ电能D.每秒对外做10 kJ功4.电动机的电阻为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UItB.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈产生的热量为I2RtD.电动机线圈产生的热量为5.一台电动机的电阻为4 Ω,在220 V的额定电压下运行时,发热消耗的电功率为400 W.若电动机工作5 min,则电流做功J.6.三个标有“100 Ω,4 W”“12.5 Ω,8 W”“90 Ω,10 W”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.7.一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.教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
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2-5 焦耳定律[学习目标]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.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[学习过程]任务一：阅读课本，并回答下面两个问题。
1.如图1所示，电路中电流为I ，通电时间为t ，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是多少？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．静电力做的功是多少？2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？1.电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．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量．2.电功的计算公式：W ＝IUt .电功的单位：焦耳，符号为J.常用的单位还有：千瓦时(kW ·h)，也称“度”，1 kW ·h ＝3.6×106 J ．3.电功率：单位时间内电流所做的功．它表示电流做功的快慢．电功率的计算公式：P ＝W t＝IU,_电功率的单位：瓦特，符号为W.任务二：某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路．任务三：阅读课本，写出焦耳定律的表达式，并说出适用条件。
1.焦耳定律 (1)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． (2)公式：Q ＝I 2Rt .2.热功率 (1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值，叫做热功率．(2)表达式：P ＝Q t ＝I 2R .3.纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．此时电功等于电热W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t, 电功率等于热功率P ＝P 热＝UI ＝I 2R ＝U 2R . 4.非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为机械能或化学能，还有一小部分转化为内能．此时电功大于电热： W ＝UIt ＝Q ＋E 其他>Q ＝I 2Rt ，电功率大于热功率：P ＝UI ＝P 热＋P 其他>P 热＝I 2R .任务四：完成以下练习，检测本节课学习效果。
高二物理人教选修3-1新导案：2.5焦耳定律[ 高考]
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2.5 《焦耳定律》导学案【学习目标】1．理解电功及电功的公式，能利用公式进行有关计算2．理解电流做功的实质上是电场力对电荷做功，并转化为其他形式能3．理解电功率的概念、公式以及电功率和热功率的区别和联系．【重点难点】电功率和热功率的区别和联系。
【学法指导】认真阅读教材，体会电功和电热、电功率和电热功率的区别和联系。
体会电动机问题的解决方法【知识链接】电场中两点间电势差为U，在这两点间移动电荷q，电场力所做的功怎样计算？【学习过程】一、电功和电功率一段导体两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量为：______________，电场力做功即：（1）电功：表达式：（2）在国际单位制中电功的单位是常用单位有千瓦时（kW·h）1kW·h＝3.6×106J2、电功率电功率：表达式：电功率表示电流做功的快慢（2）在国际单位制中电功率的单位是（3）额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．尝试应用11、三电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于（）2：3：6 B．6：3：2 C．1：2：3 D．3：2：12、三电阻并联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，干路电流为I，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于（）A．2：3：6 B．6：3：2C．1：2：3 D．3：2：13、一个电炉额定电压为220V，额定功率为800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率为多大？二、焦耳定律：1、内容:2、表达式：注意：焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．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，白炽灯纯电阻器件非纯电阻电路：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．3（1）电功率：电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程表达式：P=UI（2）热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率表达式：P=I2R纯电阻电路：电能→ 内能W →QUIt →I2Rt电功= 电热W=Q= = =电功率=热功率：P =P热= = =非纯电阻电路：电能→ 内能+其它形式的能W→W 内+QUIt ＞ I 2Rt电功：W= 电热：Q=电功率：P= 热功率：P 热=尝试应用21、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）A ．P=I 2RB ．P=U 2/RC ．P=UID ．P=W /t【训练测试】1．计算用电量时，常用的单位是“度”，对此，下列说法中正确的是 ( )A ．1度等于3.6×103kW·hB ．1度等于3.6×106JC ．“度”是电功率的单位D ．“度”是电功的单位2．(2009·泰安模拟)有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V ,60W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )A ．日光灯最多B ．电烙铁最多C ．电风扇最多D ．一样多3．小明家的保险丝突然熔断，不可能的原因是 ( )A ．家用电器的总功率过大B ．导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触，造成短路C ．火线断路D ．灯座里的电线发生短路4．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V ,40W”的灯泡，下列说法正确的是( )A ．接在110V 的电路上时的功率为20WB ．接在110V 的电路上时的功率为10WC ．接在440V 的电路上时的功率为160WD ．接在220V 的电路上时的功率为40W5．如图为常见的家用电器，关于它们正常工作时的电流，下列说法中合理的是( )A ．电风扇约为2AB ．电冰箱约0.7AC ．电饭煲约0.08AD ．微波炉约100A6．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是 ( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝W t【参考答案】1．答案：BD解析：“度”是电功的单位，1度等于1kW·h ，而1kW·h ＝3.6×106J ，故选项B 、D 正确．2．答案：B解析：电烙铁是纯电阻用电器．即以发热为目的，电流通过它就是用来产热．而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)．综上所述，只有B 正确．3．答案：C解析：保险丝熔断是由于电路的电流过大造成的，用电功率过大和电路中有短路都是原因之一．因此，选项A 、B 、D 都有可能造成电路中的电流过大使保险丝熔断．火线断路，电路中没有电流通过，不可能使保险丝熔断，故正确答案应选C.4．答案：BD解析：由P 额＝U 2额R 得灯泡的电阻R ＝2202P 额Ω＝1210Ω ∴电压为110V 时，P ＝U 2R ＝11021210W ＝10W 电压为440V 时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P ＝0.5．答案：B解析：本题考查日常生活中常见的家用电器：把电能转化为热能的电器是大功率电器，一般在几百瓦到几千瓦左右；电风扇功率比较小，一般在十几瓦左右；冰箱功率在几百瓦左右．6．答案：C 【学习反思】对于含有电动机的电路，欧姆定律为何不适用？从能量转化的角度应该怎样理解？。
人教版高二物理选修3-1导学案设计：2.5焦耳定律(无答案)
D ．灯座里的电线发生短路(A)7．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V,40W ”的灯泡，下列说法正确的是( )A ．接在110V 的电路上时的功率为20WB ．接在110V 的电路上时的功率为10WC ．接在440V 的电路上时的功率为160WD ．接在220V 的电路上时的功率为40W(A)8．如图为常见的家用电器，关于它们正常工作时的电流，下列说法中合理的是( )A ．电风扇约为2AB ．电冰箱约0.7AC ．电饭煲约0.08AD ．微波炉约100A(B)9．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝W t 拓展题(C)10.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg ，电源提供恒定电压U=110V ，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m ／s 的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A ，求：（1）电动机线圈电阻R （g=10m ／s 2）（2）电动机的效率。
（3）若由于某种原因电动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？【课堂小结】：你学回什么？还有哪些存在疑惑？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
人教版 高二物理 选修3-1 第二章：2.5焦耳定律 导学案设计(无答案)
第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律【学习目标】1.准确理解电功和电热，熟练应用焦耳定律分析电路问题。
知道电功率和热功率的区别和联系。
2.通过合作探究，掌握计算电功和电热的方法。
3.激情投入，感悟能量的转化和守恒的思想。
【学习重点】区别并掌握电功和电热的计算。
【学习难点】区别并掌握电功和电热的计算。
使用说明 & 学法指导1.先通读教材，勾画出本节内容的基本概念 ，再完成教材助讲设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或与同学交流，解决问题。
2.用时15min 完成。
Ⅰ.知识准备1.静电力做功的定义式以及初中电功、电功率的相关知识。
2.电流的定义式。
3.欧姆定律。
Ⅱ.教材辅助 1.电功：(1)定义: 。
(2)公式:Ｗ=QU=IUt(3)单位:焦耳(J)，常用的单位还有：千瓦时（kW ·h ） 1kW ·h=3.6 106J 2.电功率(1)定义: 。
(2)公式:P =tW=IU(3)单位:瓦特(Ｗ) １k Ｗ=1000Ｗ (4)用电器的额定功率和实际功率 3.焦耳定律(1)内容: 。
(2)公式:Ｑ=Ｉ2Ｒt(3)电功和电热的区别和联系电功与电热的数量关系式:Ｗ≥Ｑ，即IUt ≥Ｉ2Ｒt在纯电阻电路中，电功与电热的关系： ； 非纯电阻电路中，电功与电热的关系： 。
Ⅲ.预习自测1.一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110W ，通过3C 的电量时，有330J 的电能转化为内能，则（ ）A ．电阻所加电压为110V B.通过电阻的电流为1A C ．电阻通电时间为3S D.这个电阻的阻值为110Ω2.供电电路电源的输出电压为U 1，线路损失的电压为U 2，用电器得到的电压为U 3，总电流为I ，线路总电阻为R ，线路损失的功率为（ ）A ．R U 21 B.ＩＵ2 Ｃ.I 2R Ｄ.RU 223.白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡，有时可将断了的灯丝搭上，若将这只灯泡再接入电路中，其亮度与原来相比（ ）Ａ. 亮些 Ｂ. 暗些 Ｃ. 一样亮 Ｄ.都有可能4.一盏电灯接在恒定的电源上，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.等于91W Ｂ.小于91W Ｃ.大于91W Ｄ.条件不足,无法确定5.一台电动机，额定电压是100V ，电阻是1Ω，正常工作时，通过的电流为5A ，则电动机因发热损失的功率为（ ）Ａ．500W Ｂ.25W Ｃ.200W Ｄ. 475W6.一根电阻丝，在1s 内通过2C 的电量时，消耗的电能是8J,若在相同时间内通过4C 的电量时，电阻丝上所加电压U 和消耗的电能W 各是（ ） Ａ．Ｕ=4Ｖ，Ｗ=16Ｊ Ｂ．Ｕ=8Ｖ, Ｗ=16Ｊ Ｃ．Ｕ=4Ｖ, Ｗ=32Ｊ Ｄ. Ｕ=8Ｖ, Ｗ=32Ｊ我的疑惑？请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
高中物理选修3-1学案7：2.5焦耳定律
2.5 焦耳定律[学习目标]1.电功是指电流通过一段电路所做的功，实质是静电力在这段电路中所做的功，其表达式为W ＝UIt 。
2．电功率是指单位时间内电流所做的功，表达式为P ＝Wt 。
3．焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。
4．非纯电阻电路中，由于产热不可避免，所以非纯电阻电路的效率不可能达到100%。
[基础知识梳理] 一、电功和电功率 1．电功(1)定义：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 和通电时间t 三者的乘积。
(2)公式：W ＝IUt 。
(3)国际单位：焦，符号为J 。
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的 在做功。
(5)意义：电流做功的过程是 转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
即电功是 转化为其他形式的能的量度。
2．电功率(1)定义：单位 内电流所做的功。
(2)公式：P ＝Wt ＝ 。
(3)单位：瓦，符号：W 。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 及 成正比。
2．表达式：Q ＝ 。
3．热功率(1)定义：单位时间内的 。
(2)公式：P 热＝Qt ＝I 2R ，单位：瓦特(W)。
(3)意义：表示电流发热 的物理量。
[基础题组自测] 1．判一判(1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。
( ) (2)电功率越大，电功越大。
( ) (3)1千瓦时＝3.6×106 J 。
( )(4)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q ＝I 2Rt 。
( ) (5)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
( ) (6)根据I ＝U R 可导出P ＝U 2R ，该公式用于任何用电器。
( )2．议一议(1)用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？(2)标有“220 V 40 W”的白炽灯泡和“220 V 40 W”的电动机，把它们并联后接到220 V 的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同的时间内产生的电热相同吗？[考点突破探究]考点一、串、并联电路中电功率的分析与计算1．串联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比总功率P 总＝UI ＝（U 1＋U 2＋…＋U n）I ＝P 1＋P 2＋…＋Pn2．并联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各支路电压相同，根据P ＝U 2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比总功率R 总＝UI ＝U （ I 1＋I 2＋…＋I n）＝ P 1＋P 2＋…＋Pn3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
高中物理(人教版)选修3-1 优秀学案--2.5《焦耳定律》(2篇)
2. 5 焦耳定律学案课前预习学案一、预习目标初步了解焦耳定律，并能进行有关计算二、预习内容1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。
2.电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。
三、提出疑惑课内探究学案一、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二、学习过程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，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 =I 2Rt =t R U 2.同理P =UI =I 2R =R U 2. （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 =I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2Rt ，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 =t R U 2；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计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。
新课标人教版物理选修3-1 2.5 焦耳定律 导学案
25 焦耳定律课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．了解电功、电功率的概念．2．掌握公式W＝UI、P＝IU、Q=I2Rt（P=I2R）及适用条件．3．知道电路中电能与其他形式能转化关系，会区分电功与电热．4．解决简单的非纯电阻电路问题．【知识储备】1．欧姆定律的内容及表达式：2．串、并联电路的特点：串并3．能量守恒定律的理解：【自主预习】1．电功(1)实质：导体中的对自由电荷的做功．电流做功的过程是转化为其他形式能的过程．(2)公式：W＝．(3)单位：，符号：．电功的推导：2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的(2)公式：P＝(3)单位：，符号：．电功率的理解：3．焦耳定律和热功率(2)焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的成正比，跟导体及正比．表达式：Q＝(2)热功率：单位时间内的发热量，即P＝焦耳定律的推导：4．电功和电热的关系：W Q（说明理由）电功和电热的区别：【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】【典例剖析】【例1】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:学科网ZXXK]C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度D．电功是电能转化为机械能【例2】一个“220V，100W”的灯泡，接在110V的电源上，该灯泡额定功率为 W，实际功率为 W．（不考虑温度变化的影响）【例3】一个电动机，线圈电阻是0．4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A．求：（1）这台电动机每分钟所做的电功是多少？（2）这台电动机每分钟产生的热量是多少？（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？【达标检测】1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2Rt只适用于纯电阻的电路C．在不是纯电阻的电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路2．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． Q/2 D． Q/43．电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V ，则( )A ．电路中的电流为0．6 AB ．电阻R2的阻值为20 ΩC ．三只电阻两端的总电压为21 VD ．电阻R3消耗的电功率为3．6 W4．一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U 2／RB ．电动机的发热功率为I 2RC ．电动机的输出功率为IU-I 2RD ．电动机的功率可写作IU=I 2R=U 2/R附加题：5．电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态．如图所示是电饭锅电路的示意图，S 是用感温材料制造的开关，R 1是电阻，R 2是供加热用的电阻丝．[来源:Z+xx+k ．Com](1)试判断开关S 接通时和断开时，电饭锅分别处于哪种工作状态，说明你的理由．(2)如果要使R 2在保温状态时的功率是加热状态时的一半，R 1/R 2应是多大?课后篇（学会应用与拓展——不练不通）1．一只普通家用照明白炽灯泡正常发光，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近 A ．20A B ． 2A C ． 0．2A D ． 0．02A2．对于由金属电阻丝做成的电热用电器，下列说法正确的是 （ ）A ．如果额定功率相同，额定电流大的用电器电阻大B ．如果额定功率相同，额定电流大的用电器电阻小C ．如果额定电压相同，额定功率大的用电器电阻大D ．如果额定电流相同，额定功率大的用电器电阻大3．有两个电阻R 1和R 2,且R 1>R 2,下列说法正确的是 （ ）A ．由公式P=I 2R 可知,电阻大的消耗的功率多,所以有P 1>P 2B ． 由公式P=U 2/R 可知,电阻小的消耗的功率多,所以有P 1<P 2C ． 由公式P=IU 可知,消耗的功率多少与电阻无关,所以有P 1=P 2D ．在所加电压相同的情况下,由公式P=U 2/R 可知,有P1<P24．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们消耗的实际功率之比为 （ ）A ．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．1∶15．如图所示A 、B 两点间电压为18V ，R 1=0．2Ω，电动机M 的内阻也是0．2Ω，线路中的电流是25A ，则此电路中电能转化为机械能的效率是 （ ）A ．72％B ．28％C ．55．6％D ．44．4％ 6．直流电动机线圈的电阻为R ，当电动机正常工作时，通过的电流强度为I ，电动机两端的电压是U ，则电动机的热功率_________，消耗功率是________，对外输出功率是____7．如图所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知三个电阻的额定功率均为10W ，则AC 间允许消耗的最大功率是多少？8．电动机的额定电压是110V ，额定功率是2．2kW ，线圈的电阻是0．5Ω,求：（1）电动机正常工作时的电流多大？（2）1s 时间内线圈上产生的热量是多少？（3）1s 时间内转化的机械能有多少？（4）用此电动机提升质量为100kg 的重物，匀速运动时的速度多大？A B C R R R高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理选修3-1学案6：2.5 焦耳定律
2.5 焦耳定律学习目标知识脉络1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)3．理解电功率和热功率．(重点)4．会从能量守恒角度理解焦耳定律．(难点)知识点1电功和电功率[填空]:1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积．(2)公式：W＝.(3)单位：国际单位是，符号是.(4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少．2．电功率(1)定义：单位时间内所做的功．(2)公式：.(3)单位：，符号是.(4)意义：描述转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢[判断]：1．电功与电能的单位相同，电功就是电能．()2．电功率越大，电功越大．()3．1千瓦时＝3.6×106 J．()[思考]用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？核心突破[合作探讨]将额定电压均为1.5 V，额定功率分别为0.3 W和0.5 W的小灯泡A、B串联起来接在电压为U的电源上，两灯泡均发光．探讨1：A、B两灯泡的电压能否同时达到额定电压？探讨2：A、B两灯泡中，哪个灯泡更亮一些？[核心突击]1．串联电阻的功率分配(1)分配规律：各电阻上的电功率与电阻成正比，即P1 P2＝R1R2，P nP总＝R nR总.证明：串联电阻各部分电流相同，由P＝I2R知P1＝I2R1，P2＝I2R2，P n＝I2R n，P总＝I2R总，则P1P2＝R1R2，P nP总＝R nR总.(2)总功率：电阻消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和．证明：P总＝IU总＝I(U1＋U2＋…＋U n)＝IU1＋IU2＋…＋IU n＝P1＋P2＋…＋P n2．并联电阻的功率分配(1)分配规律：各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1P2＝R2R1，P nP总＝R总R n.证明：并联电阻各部分电压相同，由P＝U2R知P1＝U2R1，P2＝U2R2，P n＝U2R n，P总＝U2R总，则P1P2＝R2R1，P nP总＝R总R n.(2)总功率：电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和，即P总＝P1＋P2＋…＋P n.证明：P总＝IU＝(I1＋I2＋…＋I n)U＝I1U＋I2U＋…＋I n U＝P1＋P2＋…P n. 3．额定功率和实际功率的比较额定功率实际功率区别用电器上标着的功率，即用电器正常工作时的功率．额定功率的大小是由用电器本身的因素决定的，与外加因素无关用电器实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧坏，要求其实际功率不能大于额定功率计算当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额，对于纯电阻用电器P额＝I2额R＝U2额R用电器两端的实际电压为U实，实际电流为I实，则P实＝I实U实，对于纯电阻用电器，P实＝I2实R＝U2实R联系用电器两端所加电压为额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率注意无论用电器是否在额定电压下工作，通常认为用电器的电阻是恒定不变的，这是利用用电器的额定值计算实际功率的一个关键和桥梁1．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是()A．P甲<P乙B．P甲>P乙C．P1>P2D．P1＝P22．额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()A BC D名师指津求解功率的三个技巧(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公比较；若式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较；若电压相同时，用P＝U2R电阻相同时，可根据I或U的关系比较．(2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系．(3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率．实际功率与额定功率不一定相等．知识点2焦耳定律[填空]1．内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟及成正比．2．表达式：Q＝.3．热功率[判断]1．电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热．()2．根据I＝UR可导出P＝U2R，该公式用于任何用电器．()3．电流通过电解槽时，电功大于电热．()[思考]标有“220 V40 W”的白炽灯泡和“220 V40 W”的电动机，把它们并联后接到220 V的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同的时间内产生的电热相同吗？核心突破[合作探讨]如图所示，电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V12 W”，电动机线圈的电阻R M＝0.50 Ω.探讨1：灯泡L上流过的电流是否可以用I L＝UR L＋R M求解？为什么？探讨2：若灯泡恰好正常发光，则电动机消耗的功率和发热功率各多大？ [核心突击]1．纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器电流、电压、电阻三者的关系遵循欧姆定律I＝UR不遵循欧姆定律，U>IR或I<UR能量转化形式电流做功，电能全部转化为内能电流做功，电能转化为内能和其他形式的能量元件举例电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电解槽纯电阻电路非纯电阻电路能量转化电功W＝UIt＝I2Rt＝U2R tW＝UIt电热Q＝UIt＝I2Rt＝U2R tQ＝I2Rt关系W＝Q W＞Q纯电阻电路非纯电阻电路电功率P电＝UI＝I2R＝U2RP电＝UI热功率P热＝UI＝I2R＝U2RP热＝I2R关系P电＝P热P电＞P热3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是() A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2R t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路4．(多选)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻r＝1 Ω，电路中另一电阻R＝9 Ω，直流电压U＝180 V，理想电压表示数U V＝135 V，电动机正以v＝1 m/s匀速竖直向上提升某重物，g取10 m/s2，下列判断正确的是()A．通过电动机的电流是18 AB．输入电动机的电功率是675 WC．电机的输出功率是25 WD．重物的质量是65 kg名师指津电功、电热的计算方法(1)判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器．(2)分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点．(3)由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt.欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用．(4)对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器．--☆参考答案☆--[填空]:1．(1)两端的电压、电路中的电流、通电时间．(2) IUt.(3)焦耳，J.2．(1)电流．(2) P＝IU.(3)瓦特，W.(4)电能[判断]：1．(×)2．(×)3．(√)[思考][提示]不对，电流做功一方面与电功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有电功率与时间乘积大时，电流做功才多．核心突破[合作探讨]探讨1：[提示]不能．探讨2：[提示]由R＝U2P可知，R A＞R B，两灯泡串联时，由P＝I2R可知，P A＞P B，故A灯更亮一些．题组冲关1．[解析]由灯都正常发光可知，R1中电流是R2中电流二倍，R1两端电压是R2两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项D正确，A、B、C错误．[答案] D2．[解析]对灯泡有P＝UI＝U2R，可知：R A<R B，对于A电路，由于R A<R B，所以U B>U A，且有U B>110 V，B灯被烧毁，U A<110 V不能正常发光，A错误．对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U并，B 灯被烧毁．对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I A－I B)×110，而D电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110，所以C电路消耗电功率最小．[答案] C知识点2焦耳定律[填空]1．电流的二次方，导体的电阻通电时间．2．Q＝I2Rt.3．[判断]1．(×)2．(×)3．(√)[思考][提示]不同，“220 V40 W”白炽灯通电时将电能全部转化为内能，而“220 V40 W”的电动机，通电后消耗的电能一部转化为内能另一部分转化为机械能．核心突破[合作探讨]探讨1：[提示] 不可以，因为有电动机工作的电路不是纯电阻的电路． 探讨2：[提示] P ＝I M U M ＝P LU L(U －U L )＝12 W. [核心突击]题组冲关3．[解析] 电功率公式为P ＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错；W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 正确；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 >I 2R ，C 正确；Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．[答案] A4．[解析] 通过R 的电流为：I ＝U －U V R ＝180－1359A ＝5 A ，故A 错误；电动机的输入功率为：P 1＝U V I ＝135×5 W ＝675 W ，故B 正确；电动机内电阻的发热功率为：P 2＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，输出的机械功率为：P 3＝P 1－P 2＝(675－25)W ＝650 W ，故C 错误；P 3＝Fv ＝mgv ，解得：m ＝65010×1 kg＝65 kg ，故D 正确．[答案] BD。
山东省诸城繁华中学人教版高中物理选修3-1导学案设计：2.5焦耳定律(无答案)
第五节焦耳定律编写：王振营审核：张志强【学习目标】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，能进行有关的电功计算。
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。
【课前预习】一.电功和电功率1.电功：⑴电流做功，实质上是导体中的对自由电荷的在做功，试推导出电流做功的表达式。
推导：⑵表达式：，即电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、、通电时间t三者的乘积。
2.电功率：⑴定义：内电流所做的功叫做电功率。
推导：⑵表达式：，即电流做功的功率，等于电流I和电路的乘积。
3.在国际单位制中，电流、电压、时间的单位分别是、、。
电功、电功率的单位分别是和。
二.焦耳定律1.纯电阻电路：电路中只含有白炽灯、电炉丝、电阻等电热元件的电路。
电流通过纯电阻电路时，电能全部转化为导体的。
2.电流在纯电阻电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即。
这就是焦耳定律的表达式。
3.热功率：单位时间内电流做功产生的。
公式：。
注意：在纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。
4.非纯电阻电路：电路中有电动机或电解槽的电路。
电流做功除转化为内能外，还转化为或。
在非纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。
【课堂探究】例1.关于电功和焦耳热，下列说法正确的是A. 在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2RtB. 在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2RtC. 在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q=I2RtD. 在纯电阻电路中，计算焦耳热不可以用公式Q=UIt小结：电功率和热功率的计算？⑴对纯电阻元件：满足欧姆定律U=IR，电能全转化为热能，凡是能计算电功率的公式都能计算热功率，即⑵对非纯电阻元件：不满足欧姆定律U=IR，电能一部分转化为热能，电功率大于热功率。
计算电功率只能用，计算热功率只能用。
例2.一台电动机，线圈电阻是0.4Ω，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。
精品高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--2.5《焦耳定律》.pdf
选修3-1第二章2.5焦耳定律一、教材分析焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。
二、教学目标（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。
三、教学重点难点【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。
四、学情分析学生学好这节知识是非常必要的，A.重点：理解电功和电功率和焦耳定律。
B.难点：帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点，防止学生乱套用公式。
C.关键：本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。
在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用五、教学方法等效法、类比法、比较法、实验法六、课前准备灯泡（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、玩具小电机七、课时安排八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标教师：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。
（三）合作探究、精讲点播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。
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§2.5 焦耳定律 编号014
【课前预习练】
1．电流做功实质上是导体中的 对自由电荷的 在做功，电流做功的多少等于电能转化为 的数量．
2．电流做功的公式为 ，适用于 ．
电功率的公式为 ，适用于 ．
3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的 成正比，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 ，这一规律叫焦耳定律，表达式为 ，适用于 ．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．
电热功率是描述电流做功产生电热的 程度的物理量，公式为 ，适用于 ．
4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功 电热，用公式表示为W ＝Q ＝I 2
Rt ＝UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功 电热，电功表达式W ＝UIt ，电热表达式为 .
5．两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W”和“20 Ω 40 W”则它们允许通过的额定电流之比是( ) A.5/5 B.10/20 C.5/10 D ．1/2 000
6．两个电阻分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”，则它们的电阻之比为( )
A ．2∶1
B ．16∶1
C ．4∶1
D ．1∶16
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 ．电功是电能转化为其他形式能量的量度
C ．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大
D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 【课堂探究练】
【概念规律练】
知识点一 电功、电功率的计算
1．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2
R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B ．公式②适用于任何电路的电热功率的计算
C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D ．以上均不正确
2．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两
端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，
它们之间的大小关系为( )
A ．P 1＝4P 2
B ．P D ＝P /9
C ．P 1<4P 2
D ．P D >P 2
知识点二 焦耳定律
3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2R t 只适用于纯电阻电路
C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2R
D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路
4. 如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻R M ＝0.6 Ω，R ＝10 Ω，U ＝160 V ，电压表的读数为110 V ．则：
(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)电动机工作1 h 所产生的热量是多少？
【方法技巧练】
一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法
5. 有四盏灯，接入如图所示的电路中，L 1和L 2都标有“200 V 100 W”字样，L 3和L 4都标有“220 V 40 W”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？
6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220
V的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )
二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析
7．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内( )
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
C．电炉两端电压等于电动机两端电压
D．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
8．有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A．则：
(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？
(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
【课后巩固练】
1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V40 W”的灯泡，下列说法正确的是( ) A．接在110 V的电路中时的功率为20 W
B．接在110 V的电路中时的功率为10 W
C．接在440 V的电路中时的功率为160 W
D．接在220 V的电路中时的功率为40 W
2．通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为I/2时，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/4
3．关于电功和电热，下面说法正确的是( )
A任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt且W＝Q
B．任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt但W有时不等于Q
C．电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用
D．电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，只适用于纯电阻电路
4．一台额定电压为U的电动机，它的电阻为R，正常工作时通过的电流为I，则( ) A．电动机t秒内产生的热量是Q＝UIt
B．电动机t秒内产生的热量是Q＝I2Rt
C．电动机的功率为P＝I2R
D．电动机的功率为P＝U2/R
5．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A>U B，则下列说法正确的是( ) A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A>I B
B．两灯电阻R A<R B
C．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A<P B
D．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′<P B′
6. 如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为( )
A．24 W B．16 W
C．12 W D．15 W
7．下面是某电热水壶的铭牌，由此可知该电热水壶正常加热1 min 产生的热量为( )
A.1.80×103
C．1.32×104 J D．1.08×105 J
8. 有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断( )
A．电阻A的阻值大于电阻B
B．电阻A的阻值小于电阻B
C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大
D．两电阻串联时，电阻A消耗的功率较小
9．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，直到热风将头发吹干．设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有( )
①P＝IU②P＝I2(R1＋R2) ③P>IU④P＞I2(R1＋R2)
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
10. 如图所示，电源电压恒为U＝14 V，小灯泡L标有“4 V8 W”，电动机的线圈电阻r M＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．
11．一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V时，电流为0.3 A．松开转动轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作．则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？
课后学习反思：_______________________________________________________
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