1、焦耳定律学案【学习要点】1导体中形成电流时，电场力移动自由电荷做功，通常称电流做功，简称电功电功W=qU=IUt电流通过用电器做多少功，电路就消耗多少电能公式 W=IUt 是计算电功的一般表达式，与用电器性质无关2电功率是表示电流做功快慢的物理量公式 P=W/t=UI 是计算电功率的一般表示式，适用于任何用电器，与用电器的性质无关它表示用电器(或电路)消耗的全部功率公式 P=I2R 和P=U2/R 只反映用电器“电阻”上消耗的热功率且当电流 I 一定时，P 与 R 成正比，当电压 U 一定时，P 与 R 成反比3焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，即
2、Q=I2Rt4纯电阻用电器：电流通过用电器时的电功即为电热例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等非纯电阻用电器：电流通过用电器时的一般电功大于电热（电流做功消耗的电能，一要通过电阻发热，二要转化成其它形式的能） 例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等5额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流如果用电器在实际使用时，加在其上的实际电压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额定功率在这种情况下，一般可认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来计算实际消耗功率【典型例题】例 1微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当
3、加上 0.3V 的电压时，通过的电流为 0.3A，此时电动机不转.当加在电动机两端的电压为 2.0 V 时，电流为 0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少?思路点拨：电动机不转时，无机械能输出，消耗的电能全部转化为电热，此时电动机可看作纯电阻. 电动机正常运转时，有机械能输出，此时电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化的机械能和电热之和例 2 某个家庭有“220V，40W”的电烙铁一把， “220V，100W”的白炽灯一只，“220V，25W”的白炽灯两只 “220V，300W”的电熨斗一只，若当地的电源电压为 210V，每个用电器平均每天使用 ，每度电的价格是 元，则该家庭一
4、个月（按 30 天计算）该交纳多少电费？h25.0【课外拓展】1. 某同学在家中测算电冰箱的月耗电，他将家中其它用电器断开，只使用电冰箱，观察电度表转盘的转动情况，测得冰箱致冷时，转盘每 12s 转动一圈；保温时，每 120s 转动一圈电度表上标明“每千瓦时转 2000 圈” 该同学还测得冰箱每小时致冷 10 min，保温 50 min若按每月30 d 计，则该冰箱月耗电为 度.【随堂反馈】1如图是电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表的示数为 U、电流表示数是 I，通电时间是 t，则下面说法中正确的是 (A)It 是这段时间内流到铜板上的阳离于所带的总电荷量(B)IUt 是这段过程中所产生的
5、总焦耳热(C)IUt 是这段过程中该电路消耗的总电能(D)IU 是电能转化成化学能的功率2家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧干前的加热状态，一是水烧干后的保温状态，其电路如图所示，R 1是一电阻，R 2是加热用的电阻丝，则电饭锅 (A)S 闭合为保温状态(B)S 断开是加热状态(C)S 闭合为加热状态(D)S 断开是保温状态3在如图所示的电路中，定值电阻的阻值为 10，直流电动机 M 的线圈电阻值为2，a、b 端加有 44V 的恒定电压，理想电压表的示数为 24V，由此可知 (A)通过电动机的电流为 12A(B)电动机消耗的功率为 48W(C)电动机的线圈在 1min 内产生的热量为 48
6、0J(D)电动机输出的功率为 8W4把两个分别标有“220V 40W”和“110V 40W”的白炽灯 a 和 b 接人电路中，下列说法中正确的是 (A)当通过两灯的电流相等时，a 灯比 b 灯亮(B)当通过两灯的电流相等时，b 灯比 a 灯亮(C)当加在两灯上的电压相等时，a 灯比 b 灯亮(D)当加在两灯上的电压相等时，b 灯比 a 灯亮5当加在白炽灯泡两端的电压比额定电压低 22V 时，灯泡实际消耗的功率只有其额定功率的64，不计温度对灯泡电阻的影响，则灯泡的额定电压为 (A)220V (B)110V (C)165V (D)55V6有两个电阻 R1和 R2串联起来接在某一电路中，10s 内
7、产生 400J 的热量；并联起来接在同一电路中，10s 内产生 1600J 的热量若单独将 R1接在同一电路中，在相同时间内产生的热量为 多少？ 电阻定律学案【学习要点】1电阻定律的数学表达式为 ，式中比例系数 ，反映导体材料导电性能的好坏，称为电阻率 在数值上等于用这种材料制成的长 1m、横截面积为 1m2的导体的电阻值单位：m.电阻率与温度有关，金属电阻率随温度升高而增大电阻温度计就是利用这原理制成的.2容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，它们之间无绝对的界限，只是电阻率有很大的差异，导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的变化而非线性变化的材料称为半导体3有些物质当温度降
8、低到某一临界温度以下时，它的电阻率突然变为零，这种现象叫超导现象处于超导状态的物体称为超导体4公式 和 不同公式 ，反映了导体电阻由材料的导电性能、导体的几何形状决定，与电压、电流无关它提供了一种控制、制造电阻的实际方法(如滑动变阻器)，它的适用范围是温度一定、粗细均匀的金属导体及浓度均匀的电解液.公式是电阻的定义式，它提供了一种测量电阻的方法，适用范围不受限制【典型例题】例 1神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与针髓鞘两大类现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的，髓具有很大的电阻巳知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2m 左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高
9、达 1.6lO5若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率，若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32cm 3，当在其两底面上加上 1000V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10A，求这圆柱体的圆面半径和高思路点拔：在处理跨学科的实际问题时，要先根据题意，抽象出最本质的东西，建立物理模型再运用有关的规律进行解答例 2 在截面积为 S 的粗细均匀铜导体中流过恒定电流 I，铜的电阻率为 ，电子电量为 e,则电子在铜导体中运行时受到的电场作用力为： (A)0. (B) (C) (D)【课外拓展】1. 2001 年 7 月 19 日中央电视台报道了一则消息：对北方某城市市场的纯净水突击检测的
10、结果，有八成纯净水的电导率不合格(电导率用 表示，为电阻率的倒数)(1)这八成纯净水的电导率比规定值偏 .(填“大”或“小”)(2)如图 912 所示，若将采集的水样装满一个两端为金属圆片电极、侧壁为玻璃的圆柱形容器内，用实验检测该样品的电导率，试将你设计的检测电路画在方框内(3)若容器筒长为 L，横截面积为 S，则电导率的计算公式= (电路中测得的电压和电流分别为 U 和 I)【随堂反馈】1关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是 (A)导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才有电阻(B)由 R=U/I ，导体的电阻跟导体两端电压成正比，跟导体中的电流成反比(C)将一根
11、导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的 1/2.(D)以上说法都不正确2如图所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为 U，则 (A)通过两棒的电流不相等(B)两棒中的自由电子定向移动的平均速率不同(C)两棒内的电场强度不同，细棒内场强 E1大于粗棒内场强 E2(D)细棒的电压 U1大于粗棒的电压 U23如图所示，a、b、c、d 是滑动变阻器的四个接线柱，现把此滑动变阻器串联接入电路中，并要求滑片 P 向接线柱 c 移动时，电路中的电流减小，则接人电路的接线柱可能是 (A)a、b (B)a、c (C)b、c (D)b、d4有两根由相同材料制成、长度和横截面积都相等的
12、金属丝 a 和 b，现将金属丝 a 均匀拉长到原来的 3 倍，将金属丝 b 对折起来拧成一股当在两根金属丝中通以相同的电流时，两端的电压之比为 (A)1:36 (B)36:1 (C)4:9 (D)9:45用一个电压恒定的电源，对一个装满水银的 U 形玻璃管 A 中的水银供电，电流为 0.1A，若把全部水银倒在另一个内径大一倍的 U 形管 B 中，仍用该电源对 B 内水银供电时，电流大小为 (A)0.4A (B)0.8A (C)1.6A (D)3.2A6有一条长 350km 的海底电缆 AB，现发现由于其绝缘外皮在某处受到外来损伤导致绝缘性能变坏，为探查其受损地点，现作如下测量：(1)如图所示，使 B 端开路，在 A 端与地之间接人 200V 的电池(电池内阻和接地电阻均不计)，设 C 为电缆上的破损地点，R 为 C 与地间的漏电电阻，测得 B 端对地的电压为 40V；(2)使 A 端开路，在 B 端与地之间接入电动势为 200V 的电池，测得 A 端对地的电压为 50V(图略)，根据以上测量结果可以计算出破损地点 C 距 A 端的距离 AC 为 kmSlRSlRIUSlRIUR.eI.eIS.Se
