第二章 第六节 焦耳定律 电路中的能量转化.doc

第二章 第六节 焦耳定律 电路中的能量转化 编制人：任爱民 审稿人：马勇 学生姓名： 班级： 【学习目标】 1、理解电功及电功率，能正确地应用电功、电功率的公式计算电功电功率 2、正确理解焦耳定律的意义，能正确地应用公式求热功和热功率 3、从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别；知道纯电阻电路和非纯电阻电路 4、正确理解和应用全电路中能量的转化规律 【教学重点】 1、能正确地理解和应用电功和热功；电功率和热功率 2、能正确地理解和应用全电路中的能量转化关系 【教学难点】 1、在非纯电阴电路中的电功、电功率；热功和热功率的应用 2、在全电路中的能量转化的应用 ※知识预习案※ 【知识预习一】电功 电功率的物理公式 1．电功，即电流做功，实质上是导体中的_________对自由电荷的______力在做功．假设加在导体两端电压（电势差）为U，导体内形成电流强度为I的电流，经过了t时间。则电流做功（电功）W＝ 2．单位： 符号： ；常用的还有： 也称“度”，1Kw.h＝ J 3.意义：电流做功的过程就是_____转化为_________能的过程，电流做功的多少等于_____转化为________能的数量． 4．电功率即单位时间内_____________，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． 5.电功率表达式为P＝ ＝___. 6.电功率的单位： 符号： 7.额定功率是指：用电器长时间正常工作时的 功率 实际功率是指：用电器实际功作时消耗的功率 【知识预习二】焦耳定律和热功率 1．内容：电流通过导体产生的热量跟____________成正比，跟__________及________成正比． 2．公式：Q热 = 3．热功率：单位时间内的发热功率． P热＝___ ＝______. 【知识预习三】电路中能量转化 1．电源内部：_____________转化为_____．同时，电源本身也有一定的_____．电流流过时电源也会______，消耗____________． 2．外电路：通过________做功，将电源输出的____转化为_________的能量． 3．表达式：IE＝IU＋I2r 4．物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率___，等于_________________与电源内电路的__________之和，闭合电路欧姆定律实质上是_____________在闭合电路中的具体体现． 【知识预习四】动态电路中电源功率的变化分析 1.总功率：P总= EI = 2、输出功率：P出= PR = I2R=（）2 R = = 图像： a. 当R = r时，P出最大为Pm= b. 当P出 = P／（P／ Pm）时：总能让R取两个值（R1、R2）使得 P出 = P／，且满足：R1·R2 = r2 3、电源效率：η=== 图像： ※能力提升案※ 【能力展示一】电功、电功率和焦耳定律、热功率的理解 例一、下例关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（ ） 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热越多 W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt=U2t/R只适用于纯电阻电路 在非纯电阻电路中，UI＞I2R 焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 【变式练习1】一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过的电流相同，则(在相同时间内)下列说法正确的是(　　) A．电炉和电动机的电热相等 B．电动机消耗功率大于电炉消耗功率 C．电炉两端电压小于电动机两端电压 D．电炉和电动机两端电压相等 【能力展示二】纯电阻电路和非纯电阻电路中能量转化的应用 例二、电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同。图为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2 和自动开关S。 （1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？ （2）用电器由照明电路供电（U＝220 V），设加热时用电器的电功率为 400W，保温时用电器的电功率为40W，则 R1和 R2 分别为多大？ 【变式练习2】一台电风扇的额定功率是60W,内电阻为2欧姆，当它接在220V的电压下正常运转，求: 1:电风扇正常运转时，通过它的电流强度多大？每秒有多少电能转化为机械能？ 2:若接上电源后，电风扇故不能转动，这时通过它的电流强度多大【能