1、2.6 焦耳定律 电路中的能量转化 学案学习目标1理解电流热效应的本质2掌握焦耳定律，并能进行有关计算3理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热重点：焦耳定律内容难点：电功和电热之间的联系和区别疑点：为什么在非纯电阻电路中 UIR自主学习1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式： W= ，P= 。2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。同步导学1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能
2、等）的量度。（2） W= qU=UIt 是电功的普适式， P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2） Q=I2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流 I 通过电阻 R 时在t 时间内产生的热量（电热） ； P=I2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt= .同理 P=UI=I2R= .tRUU（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式
3、的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能，即 W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能） ；另一小部分不可避免地转化为电热 Q=I2R t（电枢的电阻生热） .这里 W=UIt 不再等于 Q=I2Rt，应该是 W=E 其他 Q.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热， W=Q=UIt=I 2R t= ；在非纯电阻电路中，电功大于电热， WQ，这时电U2功只能用 W=UIt 计算，电热只能用 Q=I2Rt 计算，两式不能通用。例 1
4、 一台电风扇，内阻为 20 ，接上 220 V 电压后，消耗功率 66 W，问：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？（3）如果接上电后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？解答 （1）因为 P 入 =IU所以 I= A=0.3 A206U（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内 =I2R=0.3220 W=1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P 机 =P 入 -P 内 =66 W-1.8 W=64.2 W电风扇正常工作时的效率
5、 = 100%=97.3%62.4(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流I= A=11 A20RU电动机消耗的电功率P=IU=11220 W=2420 W电动机发热功率P 内 =I2R=11220 W=2420 W当堂达标1. 用电器两端电压 220V，这意味着( )A.1A 电流通过用电器时，消耗的电能为 220JB.1C 正电荷通过用电器时，产生 220J 的热量C.1A 电流通过用电器时，电流的发热功率为 220WD.1C 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功 220J2. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到 110V 的电上(不考虑灯泡电阻的
6、变化)，则有( )A.灯泡的实际功率为 50WB.灯泡的实际功率为 25WC.通过灯泡的电流为额定电流的 21D.通过灯泡的电流为额定电流的 43.下图电路中，电灯 L1、L 2都标有“220V，100W” ；电灯 L3、L 4都标有“220V，40W” 将 A、B 两端接入电，最暗的灯是 ( )AL 1 BL 2 CL 3 DL 44某一电动机，当电压 U1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？5微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 0.3 的电压时，通过的电流为 0.3 A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为 2.0 时，电流为 0. A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？探究：为什么在非纯电阻电路中 UIR？学后反思： 你对学案的意见： 课后作业：参考答案自主学习1.电能 自由电荷 静电力 电势能 2.电 内IUtWIP当堂达标1、D 2、BC 3、C 4、31W 5、60 .
