焦耳定律公开课精品教案
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在电源内部，若要使正电荷从电源负极到达电源正极， 需要通过_非__静__电__力__做功，使电池中的 化__学__能_____转化为 _电__能___
若已知电源电动势E，电流I以及通电时间t，能否
求出非静电力所做的功？
W非 =___q_E__=__I_E_t___
物理意义：表示电源能提供多少电能
在外电路上，电场力对正电荷做_正__功__，电势能 _减__小____(增大，减小)，减小的电能转化为其他能量
若已知电阻两端的电压为U，通过的电流I以及通 电时间t，能否求出电场力所做的功？
W电 =____q_U__=__I_U__t____ 简称：“电功”，单位：焦耳 J 物理意义：表示外电路所消耗的电能
灯泡种类 瓦数
节能灯 13 白炽灯 60
使用时间 耗电量 （小时） （度）
8000
104
8000
480
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．电功W＝UIt适用于任何电路，而变形式W＝I2Rt＝ U 2 t
R
只适用于纯电阻电路
答案：A
3.一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①通过电动机的电流②电动机消耗的功率③电动机的输出的 机械功率。
解： 电阻R两端的电压为 UR=U-UM= 50V，
通过R的电流是 I=UR/R=5A 电动机消耗的功率为
分析：当风扇不转动时，风扇所消耗的电能全部 转化为内能，此时相当于纯电阻。因此有：
WQ
UIt=I2Rt UI=I2R
即P电=P热
U=IR
欧姆定律 适用
分析：当风扇转动时，风扇所消耗的电能一部分 转化为内能，一部分转化为机械能。此时是非纯 电阻。因此有：
W>Q UIt>I2Rt UI>I2R U>IR
（2）公式：
P热
Q t
=__I_2_R___
（3）物理意义：在数值上等于单位时间内电阻 通电所产生的热量
实验探究：电功率是否等于热功率？
实验器材：两节干电池、开关、 小风扇、电流表、 电压表，导线若干。已知风扇电阻为0.5。
工作状态 U（V） I（A） P电（W） P热（W）
转动 不转动
小风扇 电阻值： 0.5
1、焦耳定律（实验定律） （1）内容：电流通过导体时产
生的热量Q等于电流I的二次方、 导体的电阻 R 和通电时间 t 三者 的乘积 ．
（2）表达式：Q＝I2Rt. 即焦耳热 焦耳 单位：焦耳 符号：J
电热毯
电熨斗
电饭煲
“热得快”？ 危 险！ ！
2、热功率
（1）定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热 量所用时间的比值
电功率:表示电能消耗的快慢． （1）定义：电场力做的功与做这些功所用时间的比值
（2）表达式： P W
t
IU
单位：瓦（W）
(3)物理意义：在数值上等于单位时间内电流所做 的功
以金属导体为例
结论：可用热量来衡量内能的改变
热量大小与哪些因素有关？
1、猜想：对同种导体而言，在相同时间内，电流越大，自 由电子数___越__多___，与金属正离子的碰撞次数__越__多_______， 因此导体温度升高，热量增加。 2、猜想：对同种导体而言，若增加通电时间，经过导体的自 由电子数__增__加___，使得碰撞次数_增__加____，导体温度升高,热 量增加。 3、猜想：对不同导体而言，电阻率越大，电阻__越__大___，自 由电子与金属正离子的碰撞的几率增__加_____,导体温度升高，热 量增加。
内电路产生电热为：Q内=I2rt
写出闭合回路的能量转化与守恒方程
内电路
电源提供的电能=内电路消耗的电能+外电路消耗的电能
IEt I 2rt IUt
IE I 2r IU
电源总功率P总= 电源内电路热功率P内+ 电源输出功率P出
特殊地，当外电路为纯电阻电路时，IU=I2R
E Ir+IR
I Biblioteka Baidu Rr
P=IUM=5×100=500W P热=I2r =25W
M R
V
U
P机=P-P热=500-25=475W
C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
答案：BCD
2、直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为r.当该 电动机正常工作时，路端电压为U，通过电动机的 电流为I，则( ) A.电动机内部的发热功率为I 2R B.电动机的机械功率为IU C.电源的电动势为I (R＋r) D.电源的输出功率为IU＋I 2R
即P电>P热
欧姆定律 不适用
①电动机运动过程中，电能转化为_机__械__能__和__内__能___ ②电流流过电解槽，电能转化为__化__学__能__和__内__能___
电路中的能量转化
电源提供的电能为：W非静电力=qE=IEt 外电路消耗的电能： W=IUt
外电路
电源提供的电能是否全部用于 外电路的消耗？
若已知电源电动势E，电流I以及通电时间t，能否
求出非静电力所做的功？
W非 =___q_E__=__I_E_t___
物理意义：表示电源能提供多少电能
在外电路上，电场力对正电荷做_正__功__，电势能 _减__小____(增大，减小)，减小的电能转化为其他能量
若已知电阻两端的电压为U，通过的电流I以及通 电时间t，能否求出电场力所做的功？
W电 =____q_U__=__I_U__t____ 简称：“电功”，单位：焦耳 J 物理意义：表示外电路所消耗的电能
灯泡种类 瓦数
节能灯 13 白炽灯 60
使用时间 耗电量 （小时） （度）
8000
104
8000
480
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．电功W＝UIt适用于任何电路，而变形式W＝I2Rt＝ U 2 t
R
只适用于纯电阻电路
答案：A
3.一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①通过电动机的电流②电动机消耗的功率③电动机的输出的 机械功率。
解： 电阻R两端的电压为 UR=U-UM= 50V，
通过R的电流是 I=UR/R=5A 电动机消耗的功率为
分析：当风扇不转动时，风扇所消耗的电能全部 转化为内能，此时相当于纯电阻。因此有：
WQ
UIt=I2Rt UI=I2R
即P电=P热
U=IR
欧姆定律 适用
分析：当风扇转动时，风扇所消耗的电能一部分 转化为内能，一部分转化为机械能。此时是非纯 电阻。因此有：
W>Q UIt>I2Rt UI>I2R U>IR
（2）公式：
P热
Q t
=__I_2_R___
（3）物理意义：在数值上等于单位时间内电阻 通电所产生的热量
实验探究：电功率是否等于热功率？
实验器材：两节干电池、开关、 小风扇、电流表、 电压表，导线若干。已知风扇电阻为0.5。
工作状态 U（V） I（A） P电（W） P热（W）
转动 不转动
小风扇 电阻值： 0.5
1、焦耳定律（实验定律） （1）内容：电流通过导体时产
生的热量Q等于电流I的二次方、 导体的电阻 R 和通电时间 t 三者 的乘积 ．
（2）表达式：Q＝I2Rt. 即焦耳热 焦耳 单位：焦耳 符号：J
电热毯
电熨斗
电饭煲
“热得快”？ 危 险！ ！
2、热功率
（1）定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热 量所用时间的比值
电功率:表示电能消耗的快慢． （1）定义：电场力做的功与做这些功所用时间的比值
（2）表达式： P W
t
IU
单位：瓦（W）
(3)物理意义：在数值上等于单位时间内电流所做 的功
以金属导体为例
结论：可用热量来衡量内能的改变
热量大小与哪些因素有关？
1、猜想：对同种导体而言，在相同时间内，电流越大，自 由电子数___越__多___，与金属正离子的碰撞次数__越__多_______， 因此导体温度升高，热量增加。 2、猜想：对同种导体而言，若增加通电时间，经过导体的自 由电子数__增__加___，使得碰撞次数_增__加____，导体温度升高,热 量增加。 3、猜想：对不同导体而言，电阻率越大，电阻__越__大___，自 由电子与金属正离子的碰撞的几率增__加_____,导体温度升高，热 量增加。
内电路产生电热为：Q内=I2rt
写出闭合回路的能量转化与守恒方程
内电路
电源提供的电能=内电路消耗的电能+外电路消耗的电能
IEt I 2rt IUt
IE I 2r IU
电源总功率P总= 电源内电路热功率P内+ 电源输出功率P出
特殊地，当外电路为纯电阻电路时，IU=I2R
E Ir+IR
I Biblioteka Baidu Rr
P=IUM=5×100=500W P热=I2r =25W
M R
V
U
P机=P-P热=500-25=475W
C．在非纯电阻电路中，UI>I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路
答案：BCD
2、直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为r.当该 电动机正常工作时，路端电压为U，通过电动机的 电流为I，则( ) A.电动机内部的发热功率为I 2R B.电动机的机械功率为IU C.电源的电动势为I (R＋r) D.电源的输出功率为IU＋I 2R
即P电>P热
欧姆定律 不适用
①电动机运动过程中，电能转化为_机__械__能__和__内__能___ ②电流流过电解槽，电能转化为__化__学__能__和__内__能___
电路中的能量转化
电源提供的电能为：W非静电力=qE=IEt 外电路消耗的电能： W=IUt
外电路
电源提供的电能是否全部用于 外电路的消耗？