焦耳定律新课标新人教版高中物理选修31市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

2.5焦耳定律第1页第1页教学目的教学目的 v（一）知识与技能（一）知识与技能1、理解电功概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做功，理解电功公式，能进行相关计算。2、理解电功率概念和公式，能进行相关计算。3、知道电功率和热功率区别和联系。v（二）过程与办法（二）过程与办法v通过推导电功计算公式和焦耳定律，培养学生分析、推理能力。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v通过电能与其它形式能量转化和守恒，进一步渗入辩证唯物主义观点教育。第2页第2页v【教学重点教学重点】v电功、电功率概念、公式；焦耳定律、电热功率概念、公式。v【教学难点教学难点】v电功率和热功率区别和联系。v【教学办法教学办法】v等效法、类比法、比较法、试验法v【教学仪器教学仪器】v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、玩具小电机第3页第3页一、电功和电功率如图一段电路两端电压为如图一段电路两端电压为U，通过电流为，通过电流为I，在时间，在时间t内通过这段电路任一横截电荷内通过这段电路任一横截电荷量量则则电场力做功即：电场力做功即：第4页第4页1电功：在一段电路中电场力所做功，也就是电功：在一段电路中电场力所做功，也就是通常所说电流所做功，简称为电功通常所说电流所做功，简称为电功电流在一段电路上所做功等于这段电路两电流在一段电路上所做功等于这段电路两端电压端电压U、电路中电流、电路中电流I 和通电时间和通电时间t 三者乘三者乘积积在国际单位制中电功单位是焦（在国际单位制中电功单位是焦（J），惯），惯用单位有千瓦时（用单位有千瓦时（kWh）.1kWh3.6106J第5页第5页2电功率：单位时间内电流所做功电功率：单位时间内电流所做功（）一段电路上电功率（）一段电路上电功率P等于这段电路两端等于这段电路两端电压电压U和电路中电流和电路中电流I乘积乘积（）电功率表示电流做功快慢（）电功率表示电流做功快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（W），惯），惯用单位尚有毫瓦（用单位尚有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MW第6页第6页额额定定功功率率和和实实际际功功率率：用用电电器器铭铭牌牌上上所所标标称称功功率率是是额额定定功功率率，用用电电器器在在实实际际电电压压下下工工作功率是作功率是实际功率实际功率用用电电器器只只有有在在额额定定电电压压下下工工作作实实际际功功率率才才等于额定功率等于额定功率几种常见家用电器额定功率几种常见家用电器额定功率用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030080010015080012004060第7页第7页二、电功率和热功率 1电电流流做做功功过过程程，是是电电能能转转化化为为其其它它形形式式能能量过程量过程电电动动机机把把电电能能转转化化为为机机械械能能；电电解解槽槽把把电电能能转转化化为为化化学学能能；电电热热器器把把电电能能转转化化为为热热能能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少电在真空中，电场力对电荷做正功时，减少电势能转化为电荷动能；在金属导体中，在电场力势能转化为电荷动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动自由电子频繁地与离子碰撞，作用下做加速运动自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动功效传给离子，使离子热运动加剧，把定向移动功效传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能将电能完全转化为内能第8页第8页2焦焦耳耳定定律律：电电流流通通过过导导体体时时产产生生热热量量Q等等于于电电流流I二二次次方方、导导体体电电阻阻 R 和和通通电电时时间间 t 三者乘积三者乘积焦耳定律适合用于纯电阻电路，也适合用于非纯电阻电焦耳定律适合用于纯电阻电路，也适合用于非纯电阻电路路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有电阻电路、如电炉、电烙只含有电阻电路、如电炉、电烙铁等电热器件构成电路，白炽灯及铁等电热器件构成电路，白炽灯及转子被卡住电动转子被卡住电动机机也是纯电阻器件也是纯电阻器件非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应电路电解槽在发生化学反应电路第9页第9页热功率：单位时间内导体发热功率叫做热热功率：单位时间内导体发热功率叫做热功率功率热功率等于通电导体中电流热功率等于通电导体中电流I 二次方与导二次方与导体电阻体电阻R 乘积乘积 第10页第10页I额额=P额额/U额额=1000/220A4.5A例例1：规格为：规格为“220V，1000W”电炉，求：电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝电流电炉正常工作时，通过电阻丝电流2.电炉电阻电炉电阻2.电炉电阻：电炉电阻：R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时：=48.4第11页第11页探究试验：探究试验：给你玩具电风扇给你玩具电风扇1台、干电池台、干电池2节、电压表和电流节、电压表和电流表各表各1只、导线若干。只、导线若干。请你设法测出电风扇直流电阻，以及电风扇工请你设法测出电风扇直流电阻，以及电风扇工作时总功率作时总功率(电功率）和输出机械功率。电功率）和输出机械功率。第12页第12页运运行情况行情况物理物理量量 电电 压压 U（V）电电 流流 I（A）电电 阻阻 R（）总功率总功率电功率电功率（UI）（W）热功率热功率 I2R（W）机械功率机械功率 UI I2R （W）转动转动3 0.08 卡卡 住住 30.130 0.24 0.192 0.048 0.30.3030第13页第13页纯电阻电路纯电阻电路:电能电能内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能内能内能+其它形式能其它形式能WW-QQUIt I2RtIU/R阐明：欧姆阐明：欧姆定律不适合定律不适合用于非纯电用于非纯电阻电路！阻电路！指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗所所有有电能电能!指转化为指转化为内能那部内能那部分电能分电能!第14页第14页纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能内能内能电能电能内能内能+其它形式能其它形式能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功=电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P=P热热=UI =I2R =U2/RMWW-QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R第15页第15页例例2加加在在某某台台电电动动机机上上电电压压是是U，电电动动机机消消耗耗电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈电电阻阻为为r，则则电电动动机机线线圈圈上消耗热功率为（上消耗热功率为（）APBU2/rCP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI，热功率只能用热功率只能用P热热=I2R第16页第16页3电功率与热功率电功率与热功率（1）区别：）区别：电电功功率率是是指指某某段段电电路路所所有有电电功功率率，或或这这段段电电路路上上消消耗耗所所有有电电功功率率，决决定定于于这这段段电电路路两两端端电电压压和和通通过过电电流流强度乘积；强度乘积；热热功功率率是是指指在在这这段段电电路路上上因因发发热热而而消消耗耗功功率率决决定定于通过这段电路电流强度平方和这段电路电阻乘积于通过这段电路电流强度平方和这段电路电阻乘积（2）联系：）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对纯电阻电路，电功率等于热功率；对对非非纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率与与转转化化为为除除热热能外其它形式功率之和能外其它形式功率之和第17页第17页例题：例题：对计算任何用电器电功率都合用公式是对计算任何用电器电功率都合用公式是（）第18页第18页解析：电功率计算普通公式为电功率计算普通公式为用电器有是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）用电器有是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）有是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）只有是在纯电阻用电器前提下，才可由只有是在纯电阻用电器前提下，才可由改写电功率表示式改写电功率表示式因此，正确选项为因此，正确选项为C、D第19页第19页小结：小结：电功电功电功率电功率热功率热功率焦耳热焦耳热第20页第20页