2021人教版高中物理选修3-1课件：第二章 恒定电流 5 焦耳定律
合集下载
高中物理人教版选修3-1 2.5《焦耳定律》(共14张PPT)[优质实用版课件]
![高中物理人教版选修3-1 2.5《焦耳定律》(共14张PPT)[优质实用版课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/9d3c8ce3caaedd3382c4d33e.png)
(3)用电器的额定功率与实际功率。
二、焦耳定律
Q I 2Rt
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
热功率：单位时间内导体的发热功率
P Q I2R t
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能
W
指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
６．欧姆定律的适用条件
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成
二、焦耳定律
Q I 2Rt
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
热功率：单位时间内导体的发热功率
P Q I2R t
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能
W
指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
６．欧姆定律的适用条件
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件选修31高中选修31物理课件
12/10/2021
第十七页，共四十二页。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流 做功全部转化为热能，此时电动机中电流为
I′＝UR＝24200 A＝5.5 A， 电动机消耗的功率即电功率等于热功率： P 电′＝P 热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.
12/10/2021
2．电功和电热的区别与联系
12/10/2021
第十二页，共四十二页。
3.电功率和热功率的区别与联系 (1)区别：电功率是指输入某段电路的全部电功率，或这段 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． 热功率是指在这段电路上因发热而损耗的功率，其大小决 定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻的乘积． (2)联系：对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可 用 P＝IU＝I2R＝UR2中任一形式进行计算．对非纯电阻电路，电 路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之 和，即电功率大于热功率．
12/10/2021
第七页，共四十二页。
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____内__能___．
4．非纯电阻电路：像含有电__动__机__或__电__解__槽__等非纯电阻用电 器的电路被称为非纯电阻电路，在非纯电阻电路中，电流做的 功除了将电能转化为内能外，还转化为_机__械__能__或__化__学__能_等其他 形式的能量．
R2 消耗的功率 P＝I2R2②
比较①②得 R2＝4R1，故 R1 R2 R3＝1 4 4，C 正确．
12/10/2021
第二十九页，共四十二页。
12/10/2021
第三十页，共四十二页。
1．(多选)关于电功和焦耳热，下列说法正确的是( ACD ) A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式 W＝I2Rt B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式 W＝I2Rt C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用 Q＝I2Rt D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用 Q＝UIt
高中物理选修3-1课件 第二章 第5节 焦耳定律
上一页
下一页
末页
结束
对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可 能UA＝UB＝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UA＝UB＝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(IA－ IB)×110，而D电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110，
首页
上一页
下一页
末页
[即时应用]
结束
1．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过
的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生
的热量Q1∶Q2为
()
A．1∶1
B．2∶1
C．4∶1
D．8∶1
解析：两个导体的电阻阻值之比是2∶1，通过的电流之比是
2∶1，通电时间t相同，则产生的热量之比
常工作，它们在相同的时间内产生的电热相同吗？
提示：不同。“220 V 40 W”的白炽灯通电时将电能全部
转化为内能，而“220 V 40 W”的电动机，通电后消耗的
电能大部分转化为机械能，剩余的小部分才转化为内能。
首页
上一页
下一页
末页
结束
知识点一 串、并联电路中电功率的分析与计算
1．串联电路 各部分电路电流I相同，根据P＝I2R， 各电阻上的电功率与电阻成正比
(2)滑动变阻器消耗的功率最小时电路总 R
，可知：RA＜RB，对于A电
路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110 V，B灯被烧 毁，A错误。
对于B电路，由于RB＞RA，A灯又并联变阻器，并联电 阻更小于RB，所以UB＞U并，B灯被烧毁，B错误。
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常 所说的电流所做的功，简称为电功．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
人教版选修3-1 第二章恒定电流 第五节焦耳定律 课件
从能量转化与守恒角度理解纯电阻电路和非纯电阻电路中， 电功和热功的关系
说方法
教法：本节课我采用问题驱动法；推理法；类比法；归
纳法；
学法：实验探究法，使学生在探究中学习，在合作中突
破重难点。通过设疑启发学生思考，通过练习强化理解加 深记忆。
说教学过程
第五讲 《焦耳定律》
创设情境 导入新课
自主 学习
过程与方法
通过相关的生活实例和实验探究，让学生理解电流做功的本质就是电能 转化成其他形式能地过程。
情感、态度与价值观
1.通过学习，进一步体会能量守恒的普适性。 2.培养学生探索自然规律的科学态度，体会“物理来源于生活，更应用 生活的本质”。
说重难点
重点：
掌握电功、电功率与电热、热功率的计算方法。
难点：
第三环节：合作探究
问题3：电动机不转时，相当于一个什么元件？
问题4：高速运转的电动机由于发生机械故障，突然停止转 动，可能会发生什么情况？ （此处引入一个电风扇由于运转 不畅而引发的起火实验小视频）
第三环节：合作探究
电动机的输出功率
问题5：针对实验结果分析，实验中发现：电动机转动时， 电功率（UI）大于热功率（I2R），两者的差值到哪儿去了？
P出=UI-I2R
第四环节：巩固延伸
活动四、探究电功和电热的关系
⑴ 纯电阻电路 ⑵ 非纯电阻电路
设计意图：以类比、归纳的方式为学生呈现两种不 同电路中电功和电热的关系，放在一张画面上，给 学生形成视觉冲击，增加学生理解及记忆。
纯电阻电路:
R
I=U/R电能W Nhomakorabea→ 内能
Q
IUt
=
I2Rt
电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
说方法
教法：本节课我采用问题驱动法；推理法；类比法；归
纳法；
学法：实验探究法，使学生在探究中学习，在合作中突
破重难点。通过设疑启发学生思考，通过练习强化理解加 深记忆。
说教学过程
第五讲 《焦耳定律》
创设情境 导入新课
自主 学习
过程与方法
通过相关的生活实例和实验探究，让学生理解电流做功的本质就是电能 转化成其他形式能地过程。
情感、态度与价值观
1.通过学习，进一步体会能量守恒的普适性。 2.培养学生探索自然规律的科学态度，体会“物理来源于生活，更应用 生活的本质”。
说重难点
重点：
掌握电功、电功率与电热、热功率的计算方法。
难点：
第三环节：合作探究
问题3：电动机不转时，相当于一个什么元件？
问题4：高速运转的电动机由于发生机械故障，突然停止转 动，可能会发生什么情况？ （此处引入一个电风扇由于运转 不畅而引发的起火实验小视频）
第三环节：合作探究
电动机的输出功率
问题5：针对实验结果分析，实验中发现：电动机转动时， 电功率（UI）大于热功率（I2R），两者的差值到哪儿去了？
P出=UI-I2R
第四环节：巩固延伸
活动四、探究电功和电热的关系
⑴ 纯电阻电路 ⑵ 非纯电阻电路
设计意图：以类比、归纳的方式为学生呈现两种不 同电路中电功和电热的关系，放在一张画面上，给 学生形成视觉冲击，增加学生理解及记忆。
纯电阻电路:
R
I=U/R电能W Nhomakorabea→ 内能
Q
IUt
=
I2Rt
电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
人教版物理选修3-1 2.5 焦耳定律(共20张PPT)(1)(完美版下载)
2、定义式： Q＝I2Rt
3、 适用范围：
适用于一切电路 （纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。
什么是纯电阻电路？
电能全部转化为内能如
白炽电灯、电炉、电热毯等
只有部分电能转化为内能。 电路中含用电动机、电解槽等。
对于纯电阻电路 电功与电热的关系： 电功=电热 即：ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ 对于非纯电阻电路
二、焦耳定律（实验定律）
1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关：
电流I、电阻R和通电时间t三个量有关系
2、存在什么关系？ 控制变量法：
当电流I，时间t一定时，研究Q与R的关系， 当电阻R一定，时间t一定时，研究Q与I或者与I2的关系。
3、实验电路图的设计
学生展示实验电路图
温
温
3、实验电路图
电功=电热+其它形式的能量
即：ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ＋Ｅ其他
热功率
公 式 ： P热=Q/t=I2R
单 位 ： 瓦特，W ，常用单位 kW
小结：电功和电功率、电热和热功率
1. 电功W
定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常Biblioteka 说的电流所做的功,简称电功.
公式：W=UIt
单位：J
kWh 1kWh=3.6×106J
当液体相同，质量 相等时，Q与Δt成正
比，也就能得出电 流与Δt的关系或者 电流的平方与Δt的 关系。
实验数据展示
实验结论
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，跟通电的时间成正比。
二、焦耳定律（实验定律）
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 电的时间成正比。
1kW·h＝3.6×106J
3、 适用范围：
适用于一切电路 （纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。
什么是纯电阻电路？
电能全部转化为内能如
白炽电灯、电炉、电热毯等
只有部分电能转化为内能。 电路中含用电动机、电解槽等。
对于纯电阻电路 电功与电热的关系： 电功=电热 即：ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ 对于非纯电阻电路
二、焦耳定律（实验定律）
1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关：
电流I、电阻R和通电时间t三个量有关系
2、存在什么关系？ 控制变量法：
当电流I，时间t一定时，研究Q与R的关系， 当电阻R一定，时间t一定时，研究Q与I或者与I2的关系。
3、实验电路图的设计
学生展示实验电路图
温
温
3、实验电路图
电功=电热+其它形式的能量
即：ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ＋Ｅ其他
热功率
公 式 ： P热=Q/t=I2R
单 位 ： 瓦特，W ，常用单位 kW
小结：电功和电功率、电热和热功率
1. 电功W
定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常Biblioteka 说的电流所做的功,简称电功.
公式：W=UIt
单位：J
kWh 1kWh=3.6×106J
当液体相同，质量 相等时，Q与Δt成正
比，也就能得出电 流与Δt的关系或者 电流的平方与Δt的 关系。
实验数据展示
实验结论
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，跟通电的时间成正比。
二、焦耳定律（实验定律）
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 电的时间成正比。
1kW·h＝3.6×106J
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律 (共20张PPT)(优质版)
如图所示，在通电时 间相同时，先后给同 一根镍铬合金丝通入 大小不同的电流，观 察
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一 个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 多。
(3)在电阻、电流相同时，探究电流通过导体 的时间与产生的热量
如图所示，在电流 相同时，改变镍铬 合金丝的通电时间， 观察
在电阻、电流相同、通电时间越长，产生的 热量越多。
总结
• 电流通过导体产生的热量多少与电流的大 小、导体电阻大小、通电时间长短有关。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
（1）在电流、通电时间相同时，探究电流通 过导体时产生的热量跟电阻的关系
煤油的 质量、 初温相 同。
铜丝与 镍铬合 金丝的 长度、 横截面 积相同
材料不同
R铜<R镍铬合金丝
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这个电阻产生的热量越多。
(2)在电阻、通电时间相同的情况下，探究电 流通过导体时产生的热量与电流的关系
焦耳
三、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： I-------安培（A） R-------欧姆（Ω） t --------秒（ s ）
Q------焦耳（J）
练习一： 1、某导体的电阻是2 Ω，通过2A的电流时，1
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有 关?
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一 个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 多。
(3)在电阻、电流相同时，探究电流通过导体 的时间与产生的热量
如图所示，在电流 相同时，改变镍铬 合金丝的通电时间， 观察
在电阻、电流相同、通电时间越长，产生的 热量越多。
总结
• 电流通过导体产生的热量多少与电流的大 小、导体电阻大小、通电时间长短有关。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
（1）在电流、通电时间相同时，探究电流通 过导体时产生的热量跟电阻的关系
煤油的 质量、 初温相 同。
铜丝与 镍铬合 金丝的 长度、 横截面 积相同
材料不同
R铜<R镍铬合金丝
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这个电阻产生的热量越多。
(2)在电阻、通电时间相同的情况下，探究电 流通过导体时产生的热量与电流的关系
焦耳
三、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： I-------安培（A） R-------欧姆（Ω） t --------秒（ s ）
Q------焦耳（J）
练习一： 1、某导体的电阻是2 Ω，通过2A的电流时，1
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有 关?
2021人教版选修3-1 第二章恒定电流 第五节焦耳定律 课件_3精选推荐
【例题】一台电动机，线圈电阻是0.4Ω，当电动机两端电压是220V电压时，
通过电动机的电流是50A。这台电动机每分钟所做的机械功率是多少？
西工大附中
重德博学崇实创新
【巩固练习】
（多选）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的电热丝相串 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
西工大附中
重德博学崇实创新
3重难点：
(1)区别并掌握电功和电热的计算； (2)纯电阻和非纯电阻电路中消耗的电能与内能的关系，电功率与热功率的关系
4教学方法和手段
（1）采用问题解决式，引导学生联系电场力的知识，推导电流做功的公式， 并展示推到结果，提出疑问。
（2）采用学生直接展示预习结果，共同核对基础知识 （3）实验探究，讨论交流，展示实验结果，突破重难点。
西工大附中
重德博学崇实创新
1.学生自主完成目标： （1）知道电流做功和电功率的概念，知道电流做功的实质 （2）知道焦耳定律和热功率，能够区分纯电阻电路和非纯电阻 （3）知道电功率和热功率的区别，会计算电功率和热功率
2.课堂深化教学目标： （1）理解电流做功和电功率的概念，知道电流做功的实质 （2）理解焦耳定律和热功率，会区分纯电阻电路和非纯电阻 （3）理解电功率和热功率的区别，会灵活应用电功率和热功率公 式 （4）能从能量守恒的角度理解焦耳定律
焦耳定律出自人教版新课标物理3-1第二章第五节，
是能量守恒定律在电能和内能转换的体现，本节在电学中是 重要的物理概念之一，起着承上启下的作用。
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）学情分析：
人教版高中物理选修3-1第2章第5节焦耳定律(14张PPT)
P55. 2 、 3、 4
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
R为5Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电思议 压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40Ω的电热展评 水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？ 检评
作业
首页
菜单
练“大习1小20：的V 顺四4W序个”排定，列值R这电B四、阻个R连D定的成值规图电格所阻为示，“并的1说0电V明路2理。W由”R。A。、请R按C 的消规耗格功为思 展 检 导率议 评 评 学
作业 首页
菜单
练习3：电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的导学
加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅思议
的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电阻丝。
展评
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？检评
说明理由。
作业
（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1与首页 R2的比值是多少？
菜单
电功表达式：
导学 思议
W qU
展评 检评
作业
q It
首页
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 I、通电时间 t 三 者的乘积。
菜单
电功率表达式：
导学 思议
PW
展评 检评
t
作业
首页
电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段 电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。
第二章 恒定电流
作业
2020.10.02
主讲： 娄员俊
检评 展评
高二物理组
思议
导学
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修3-1
W 解析： 电功率公式 P＝ t ， 表示电功率越大， 电流做功越快． 对
P 2 P 于一段电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝U Rt，可见 Q
与 P、U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错．W U ＝IUt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝ R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，即 IU＞I2R，C 对．Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．
U 服从欧姆定律，I＝ R 定律
电功
2 U W＝UIt＝I2Rt＝ t R
不服从欧姆定律，U＞IR
W＝UIt
纯电阻电路 电热 关系 元件 举例
2 U Q＝UIt＝I2Rt＝ t R
非纯电阻电路
Q＝I2Rt
W＝ Q 电阻、电炉丝、白炽灯等
W＞ Q
电动机、电解槽等
考查维度 1
对电功和电热的理解
关于电功 W 和电热 Q 的说法正确的是( B ) A．在任何电路中都有 W＝UIt、Q＝I2Rt，且 W＝Q B．在任何电路中都有 W＝UIt、Q＝I2Rt，但 W 不一定等于 Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt 在任何电路中都成立，Q＝I2Rt 只在纯电阻电路 中成立
U1 0.2 解析：(1)电动机不转时，设线圈电阻为 R，则 R＝ ＝ Ω I1 0.4 ＝0.5 Ω. (2)电动机正常工作时消耗的功率为 P＝U2I2＝2.0×1.0 W＝ 2.0 W 电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为 P 0.5 W＝0.5 W 电动机正常工作时的输出功率为 P 出＝P－P 损＝(2.0－0.5)W ＝1.5 W
3．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的 是(BCD) 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
2.5-焦耳定律-课件(人教选修3-1)
图2－5－1 答案：定向移动 电场力 It qU UIt
2．电流强度是2 A的恒定电流，通过阻值是100 Ω的纯电 阻，在5 min内消耗的电能是________焦耳。 解析：由Q＝I2Rt可得： Q＝22×100×5×60 J＝1.2×105 J。 答案：1.2×105
3．一台功率为400 W 的洗衣机，工作电压是220 V，连 续工作0.5 h，洗衣机的工作电流是________A，所消 耗的电能为________J。 解析：根据 P＝UI，洗衣机的工作电流 I＝UP＝420200 A＝
1．额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝ 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图2
－5－2中的哪一个
()
图2－5－2
[审题指导] 解决此类问题时，应把握以下两点： (1)保证用电器正常工作。 (2)电压一定时，总电阻值最大，消耗总功率最小。
1.82 A，根据 W＝P·t，洗衣机所消耗的电能 W＝P·t＝
400×30×60 J＝7.2×105 J。 答案：1.82 7.2×105
1．电功 电路中保持持续电流的过程，就是静电力移动自由 电荷不断做功的过程。静电力做了多少功(也说电流做了 多少功)，就有多少电能转化为其他形式的能，因此说电 功是电能转化为其他形式的能的量度。
[答案] C
在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知 条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用 P＝I2R 比较， 若电压相同时用 P＝UR2比较，若电阻相同时，可根据 I 或 U 的关系比较。
1．纯电阻电路和非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过导体时，电能全部转化为 内能的电路，如电炉、白炽灯等的电路。 (2)非纯电阻电路：电流通过导体时，仅有一部分电 能转化为内能的电路，如电动机等的电路。
高中物理人教版选修3-1课件：第二章恒定电流 (共169张PPT)
2.电流(I): 定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些 电量所用时间t的比值叫做电流. 公式:I=q/t 单位:国际单位：安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安(mA)、微安(μA) 方向:正电荷定向移动的方向 电流是标量
注意 （1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电 子）的定向移动方向相反； （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动 方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电 时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流， 电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之 和。
一、电源
（1）电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为 电势能的装置。 （2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷 由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功 ，将其他形式的能转化为电势能。 （3）在不同的电源中，非静电力的作用是不同的， 是不同形式的能量转化为电能。
二、电动势
1、定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被 移送的电荷q的比值叫电源的电动势。 2、定义式：
怎么才能让导线中有持续电流呢？
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
A
B
水势A 抽水机
A
连通器 水势B 水流
B
一.电源
1. 能把电子从A搬运到B的装置.电源相当于 抽水机。 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流.
+ + + + A + + + + _ _ _ _ B _ _ _ _ -
1 0 2 3
并联电路的总电流等于各支路的电流之和 I0 = I1 + I2 + I3+…
注意 （1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 （2）在金属导体中，电流方向与自由电荷（电 子）的定向移动方向相反； （3）在电解液中，电流方向与正离子定向移动 方向相同，与负离子走向移动方向相反．导电 时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流， 电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之 和。
一、电源
（1）电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为 电势能的装置。 （2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷 由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功 ，将其他形式的能转化为电势能。 （3）在不同的电源中，非静电力的作用是不同的， 是不同形式的能量转化为电能。
二、电动势
1、定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被 移送的电荷q的比值叫电源的电动势。 2、定义式：
怎么才能让导线中有持续电流呢？
+ + + + A + + ++ _ _ _ _ B _ _ _ _ -
A
B
水势A 抽水机
A
连通器 水势B 水流
B
一.电源
1. 能把电子从A搬运到B的装置.电源相当于 抽水机。 2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电 路有持续的电流.
+ + + + A + + + + _ _ _ _ B _ _ _ _ -
1 0 2 3
并联电路的总电流等于各支路的电流之和 I0 = I1 + I2 + I3+…
人教版高中物理选修3-1 2.5 焦耳定律 课件 (共24张PPT)
q U 分析：利用W＝qU可求出电压U1，再由I＝ t ＝ R 可以求出U2，然 后利用W＝qU求W2. 解析：设电阻丝电阻为R，开始所加电压U1，则 W1＝q1U1 即8＝2U1 ∴U1＝4 V 设后来所加电压为U2，产生的热量为W2，则 q2 U2 q1 U1 I2＝ t ＝ R ，又I1＝ t ＝ R q2 4 解得U2＝q U1＝2×4 V＝8 V， 1 W2＝q2U2＝4×8 J＝32 J.
变式迁移 2．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是( B ) A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q＝I2Rt D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt＝W＝I2Rt
知能演练
基础巩固 D ( 1．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是 A．通过的电流大的灯泡 B．两端电压大的灯泡 C．电阻值大的灯泡 D．消耗电功率大的灯泡 )
2．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的 灯泡，下列说法正确的是( ) A．接在110 V的电路上时的功率为20 W B．接在110 V的电路上时的功率为10 W C．接在440 V的电路上时的功率为160 W D．接在220 V的电路上时的功率为40 W
U2 0 解析：先求出R，R＝ P U2 U2· P P实＝ R ＝ U2 . 0
答案：D
变式迁移 1．下列关于电功的说法中，错误的是( D ) A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功 B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 C．电流做功消耗的能量，由电源来供给 D．电功就是电能
二、焦耳定律和热功率 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比， 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比． (2)表达式：Q＝I2Rt. (3) 适用范围： Q ＝ I2Rt 是电热的定义式，可求任何电路中电 流I通过电阻R时产生的热量(电热)． (4)焦耳定律的微观解释 电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金 属正离子碰撞．由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获 得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热振动加 剧，于是通电导体的内能增加，温度升高． (5)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．
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修3-1.ppt
器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个白
炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接
到市电上(如图所示),下列说法正确的是(
)
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热
2
为 时,则在时间 t 内产生的热量为(
A.4Q
B.2Q
2
)
C.
2
2
2
D.
1 2
2
1
2
4
解析:由电热公式 Q=I Rt 可得:Q'=( ) ×2Rt= I Rt= Q.
答案:C
1
2
3
4
5
3.如图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点 a、b
之间电阻是 R,在 a、b 间加上电压 U,测得流过电路的电流
A 和 1.0 V;重新调节 R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分
别为 2.0 A 和 15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈
电阻.
点拨:(1)电动机不转时相当于纯电阻,由欧姆定律求线圈电阻.
(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率.
探究一
探究二
解析:当电流表和电
B.任何电路中的电功 W=UIt,电热 Q=I2Rt,且 W 有时不等于 Q
2
C.电功 W=UIt 在任何电路中都适用,Q=I Rt 只在纯电阻电路中适用
2
D.电功 W=UIt,电热 Q=I Rt,只适用于纯电阻电路
点拨:W=UIt 和 Q=I2Rt 两公式的适用条件是判断问题的依据.
炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接
到市电上(如图所示),下列说法正确的是(
)
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热
2
为 时,则在时间 t 内产生的热量为(
A.4Q
B.2Q
2
)
C.
2
2
2
D.
1 2
2
1
2
4
解析:由电热公式 Q=I Rt 可得:Q'=( ) ×2Rt= I Rt= Q.
答案:C
1
2
3
4
5
3.如图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点 a、b
之间电阻是 R,在 a、b 间加上电压 U,测得流过电路的电流
A 和 1.0 V;重新调节 R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分
别为 2.0 A 和 15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈
电阻.
点拨:(1)电动机不转时相当于纯电阻,由欧姆定律求线圈电阻.
(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率.
探究一
探究二
解析:当电流表和电
B.任何电路中的电功 W=UIt,电热 Q=I2Rt,且 W 有时不等于 Q
2
C.电功 W=UIt 在任何电路中都适用,Q=I Rt 只在纯电阻电路中适用
2
D.电功 W=UIt,电热 Q=I Rt,只适用于纯电阻电路
点拨:W=UIt 和 Q=I2Rt 两公式的适用条件是判断问题的依据.