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2019-2020年高中物理 焦耳定律學(xué)案 新人教版必修3 【自學(xué)目標(biāo)】 1.理解電功的概念，知道電功是靜電力對自由電荷所做的功 2.知道電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系，能區(qū)分電功和電熱 【自學(xué)重難點(diǎn)】 1.電功概念的理解和焦耳定律 2.電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系 3.純電阻電路和非純電阻電路中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系 【知識連接】 1.電功、電功率知識和靜電力做功、歐姆定律 2.對定律的理解和應(yīng)用 【導(dǎo)學(xué)求思】 一、電功 1.定義： 2.公式： ，單位： ，符號： 也稱“度” 1度= 3.實(shí)質(zhì)： 4.意義：電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。 二、電功率 1.定義： 2.表達(dá)式： ，單位： ，符號： 3.物理意義： 三、焦耳定律和熱功率 1.內(nèi)容： 2.表達(dá)式： ，適用范圍： 3.焦耳定律的微觀解釋：電流通過導(dǎo)體的時(shí)候，做定向移動的自由電子要頻繁地跟金屬正離 子碰撞，由于這種碰撞，電子在電場力的加速作用下獲得動能，不斷傳遞給金屬正離子，使 金屬正離子的熱運(yùn)動加劇，于是通電導(dǎo)體的內(nèi)能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 4.實(shí)質(zhì)： 5.熱功率： 公式： 6.純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路 非純電阻電路 元件特點(diǎn) 電流、電壓、電阻三者關(guān)系 能量轉(zhuǎn)化形式 元件舉例 【鞏固練習(xí)】 一、課本P55的問題與練習(xí) 二、補(bǔ)充練習(xí) 1.關(guān)于三個(gè)公式的適用范圍，以下說法正確的是（ ) A.第一個(gè)公式普遍適用于求電功率，后兩個(gè)公式普遍適用于求熱功率 B.在純電阻電路中，三個(gè)公式既可適用于求電功率又可適用于求熱功率 C.在非純電阻電路中，第一個(gè)公式可適用于求電功率，第二個(gè)公式可適用于求熱功率，第三 個(gè)公式?jīng)]有意義 D.由可知，三個(gè)公式?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所求即是電功 2.關(guān)于電功和焦耳熱，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ） A.在純電阻電路中，計(jì)算電功可用公式 B.在非純電阻電路中，計(jì)算電功可用 C.在非純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱用 D.在純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可以用 3.對于連入電路的不同燈泡而言，亮度大的燈泡是 （ ） A.通過的電流大的燈泡 B.兩端電壓大的燈泡 C.電阻值大的燈泡 D.消耗電功率大的燈泡 4.如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻消耗的電功率一樣大，則電阻之比 是 ( ) A.1 : 1 : 1 B.4 : 1 : 1 C.1 : 4 : 4 D.1 : 2 : 2 5.一只斷燈絲的燈泡，搖接燈絲后使用，要比原來 亮一些，這是因?yàn)闊艚z的 （ ） A．電阻變小 B．電阻增大 C．電阻率減小 D．電阻率增大 6.兩個(gè)繞線電阻分別標(biāo)有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，則它們的額定電流之比為 （ ） 7.將一根電阻絲接在某恒定電壓的電源兩端，電流做功的功率為P。若將該電阻絲均勻地拉 長為原來的兩倍后再接入該電源。則它的功率為 [ ] A. 4P B．0．25P C．16p D．0．125P 8.一根電阻絲在通過2C的電量時(shí)，消耗電能是8J。若在相同時(shí)間內(nèi)通過4C的電量，則該電 阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能E分別為 （ ） A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J 9.兩只燈泡分別接在兩個(gè)電路中，下列判斷正確的是 （ ） A．額定電壓高的燈泡較亮 B．額定功率大的燈泡較亮 C．接在電壓高的電路兩端的那盞燈較亮 D．在電路中實(shí)際功率大的燈較亮 10.一臺電扇的額定電壓220V，正常工作時(shí)的電流是0.8A，若它的線圈電阻是2.5，求這 臺電扇的耗電功率、發(fā)熱功率和工作效率。 11.從甲地向乙地輸電,兩條輸電線的總電阻為。若用400V電壓輸送功率是40KW的電輸 電線上損失的功率是多少？若改用10KV的電壓輸送相同功率的電能，輸電線上損失的功率 又是多少？ 12.下列關(guān)于電功和電功率的說法中，正確的是 ( ) A.電流做功就是電場力做功，把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 B.電流做功越多，則功率越大 C.電功率越小，則電流做的功一定越小 D.額定電壓相同的用電器A和B，額定功率PA＞PB，兩者串聯(lián)后接在電路中，持續(xù)一段時(shí)間 后，實(shí)際消耗的電能WA＞W(wǎng)B 13.直流電動機(jī)線圈的電阻為R，當(dāng)電動機(jī)工作時(shí)通過的電流強(qiáng)度為I，兩端電壓為U，則其 輸出的功率是 （ ） A．UI B． C． D． 14.一只電爐的電阻絲和一臺電動機(jī)線圈電阻相同，都為 R。設(shè)通過它們的電流相同（電動 機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)），則在相同的時(shí)間內(nèi) （ ） A．電爐和電動機(jī)產(chǎn)生的電熱相等 B．電動機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率 C．電爐兩端電壓小于電動機(jī)兩端電壓 D．電爐和電動機(jī)兩端電壓相等 15.一根電阻絲在通過2C的電量時(shí)，消耗電能是8J。若在相同時(shí)間內(nèi)通過4C的電量，則該 電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能E分別為 （ ） A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J 16.兩個(gè)繞線電阻分別標(biāo)有“100Ω、10w”和“20Ω、40W”，則它們的額定電流之比為 （ ）A． B. C. D. 17.把兩根同樣材料制成的電阻絲分別連在兩個(gè)電路中。A電阻絲長為L，直徑為d；B電阻 絲長為3L，直徑為3d，要使兩電阻絲消耗的電功率相等，加在兩電阻絲上的電壓之比應(yīng)是： （ ） A． B． C． D． 18.由甲地向乙地輸電，輸送的電功率一定，輸電線的材料一定。設(shè)輸電電壓為U，輸電線 的橫截面積為S，輸電線因發(fā)熱損失的電功率為P，下列說法中正確的是 （ ） A．若U一定，則P與S成反比。 B．若U一定，則P與成反比。 C．若S一定，則P與U成反比。 D．若S一定，則P與成反比。 19.如圖所示，將電壓U直接接在電阻R兩端.R消耗的功率為 9W，將電壓U用較長的導(dǎo)線接在R兩端，R消耗的功率為4W， 則此時(shí)導(dǎo)線上消耗的功率為 W 20.如圖所示，金屬圓環(huán)半徑為r，單位長度的電阻為R0，∠AOC 為120，電流從A點(diǎn)流進(jìn)圓環(huán)，從B點(diǎn)流出圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)消耗的 功率為108W，若電流從A點(diǎn)流進(jìn)，從C點(diǎn)流出時(shí)，圓環(huán)消耗的功 率為多少 W.(AB為直徑，電壓U保持不變) 21.如圖所示電路中，燈A和燈B的規(guī)格分別為220V/15W， 220V/60W，要使兩燈串聯(lián)在電路中都不燒壞，則兩端電壓U最多可加到 V，此 時(shí)燈B的實(shí)際功率為___________W. 22.由于供電電壓的降低，使電路中用電器的電功率降低了19%，知這時(shí)電源的電壓比原來降 低了多少？ 23.一臺小型電動機(jī)在3V電壓下工作，通過它的電流強(qiáng)度為 0.2A，用此電動機(jī)提升4N的物體 時(shí)，在30S內(nèi)可使物體被勻速提升3M。 求：（1）電動機(jī)的輸入功率 （2）在提升重物的30S內(nèi)，電動機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量。 （3）線圈的電阻？ 24.有一個(gè)直流電動機(jī)，把它接入0．2V電壓的電路時(shí)，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電 流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1A。求： （1）電動機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率。 （2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機(jī)在 電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時(shí)為純電阻用電器） 1、知識歸納：電功率與熱功率 　（1）區(qū)別： 　　電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積； 　　熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積． 　（2）聯(lián)系：　　對純電阻電路，電功率等于熱功率；　 對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．