高二物理3-1焦耳定律教案(2)

時(shí)間：2016-08-10 14:56:18 文娟843由分享

　　[實(shí)驗(yàn)結(jié)果]

　　(1)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，U=0.50 V，I=0.50 A，

　　P電=UI=0.50×0.50 W=0.25 W

　　P熱=I2R=0.502×1.0 W=0.25 W

　　P電=P熱

　　(2)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，U=2.0 V，I=0.40 A，

　　P電=UI=2.0×0.40 W=0.80 W

　　P熱=I2R=0.402×1.0 W=0.16 W

　　P電>P熱

　　學(xué)生：分組討論上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。

　　師生共同活動(dòng)：總結(jié)：

　　(1)電功率與熱功率的區(qū)別

　　電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。

　　熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。

　　(2)電功率與熱功率的聯(lián)系

　　若在電路中只有電阻元件時(shí)，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電

　　教師指出：上述實(shí)驗(yàn)中，電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，小電機(jī)就相當(dāng)于純電阻。

　　若電路中有電動(dòng)機(jī)或電解槽時(shí)，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時(shí)電功率大于熱功率，即P電>P熱。

　　教師指出：上述實(shí)驗(yàn)中，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電>P熱。

　　教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

　　學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

　　點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

　　(四)反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測

　　(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)

　　課后作業(yè)：P57 問題與練習(xí)2、3、4、5

　　九、板書設(shè)計(jì)

　　1、電功和電功率

　　(1)定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.

　　(2)定義式：W=UIT

　　2、焦耳定律

　　(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。

　　(2)定義式：P熱= =I2R

　　(3)單位：瓦(W)

　　十、教學(xué)反思

　　教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

　　(四)實(shí)例探究

　　☆求兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

　　【例1】不考慮溫度對(duì)電阻的影響，對(duì)一個(gè)“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是

　　A.接在110 V的電路上時(shí)的功率為20 W

　　B.接在110 V的電路上時(shí)的功率為10 W

　　C.接在440 V的電路上時(shí)的功率為160W

　　D.接在220 V的電路上時(shí)的功率為40 W

　　解析：正確選項(xiàng)為BD。

　　(法一)由得燈泡的電阻 Ω=1210Ω

　　∴電壓為110V時(shí)， W=10 W

　　電壓為440V時(shí)，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.

　　(法二)由 ?？芍猂一定時(shí)，P∝U2，

　　∴當(dāng)U=110V= ，P=P額/4=10 W

　　說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時(shí)一般不考慮溫度對(duì)其電阻的影響。用電器的標(biāo)稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時(shí)的電壓、功率以及電流值，由P額=U額•I額可知，P、U、I有同時(shí)達(dá)到、同時(shí)超過、同時(shí)不滿足的特點(diǎn)。

　　【例2】一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時(shí)，電流為0.8 A，電動(dòng)機(jī)正常工作。求該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少?電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少?

　　解析：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻：

　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入的電功率為

　　P入=I1U1=0.8×2W=1.6 W

　　電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率

　　P機(jī)=P入-I12r=1.6-0.82×1 W=0.96W

　　說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律。①電熱Q=I2Rt。②電動(dòng)機(jī)消耗的電能也就是電流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機(jī)械能;④對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，輸入的功率P入=IU;發(fā)熱的功率P熱=I2R;輸出的功率，即機(jī)械功率P機(jī)=P入-P熱=UI-I2R。

　　【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機(jī)量為3.6×107 kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機(jī)量為3×103 kW，平均年發(fā)電量為1.7×107 kW•h，其規(guī)模居世界第二位。

　　(1) 試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負(fù)荷工作幾

　　小時(shí)?

　　(2)設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時(shí)的平均潮差為6 m，計(jì)算每次漲潮時(shí)流量是多大?(設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%)

　　解析：(1)江廈潮汐電站功率為3×103 kW，年發(fā)電量為1.07×107 kW•h，由公式W=Pt可算出每天滿負(fù)荷工作的時(shí)間為

　　s=9.8 h

　　(2)由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為

　　因?yàn)?/p>

　　所以每次漲潮的平均流量為

　　m3/次

　　說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時(shí)均有水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

　　【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，電壓表的讀數(shù)為110 V，求

　　(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少?