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[!--downpath--]焦耳定理教案設計
焦耳定理教案設計
【項目】
焦耳定理編號
一、知識與技能:
對焦耳定理有初步了解,并能進行相關估計
課前預習教案
2.預覽內容
1、電壓做功的多少等于用其他方法轉換成的能量的多少; 所謂電壓做功本質上是導體中恒定電場對的作用力做功,電荷的減少減少了其他方法的能量; 公式:W=,P=。
2、使用家用電器時,電壓將所有能量轉化為電能。 這樣的電路稱為純內阻電路。
3. 問問題
課程計劃
一、學習目標
1.了解電壓熱效應的本質
2.掌握焦耳定理并能進行相關估計
3.了解電功和電熱的關系,能夠區分純內阻電路和非純內阻電路中的電功和電熱
2.學習過程
1.電功與電力
(1)電功是電壓通過電路時電能轉化為其他形式能量(電場能、機械能、化學能或內能等)的量度。
(2) W=qU=UIt是電功率的通用公式,P=UI是電功率的通用公式,適用于任何電路。
2. 焦耳定理與熱能
(1)電熱是電壓通過導體時,電能轉化為內能的量度。
(2)Q=I2Rt為電熱估算公式,可估算任意電路中電流I通過內阻R時在t時間內形成的熱量(電熱); P=I2R為熱功率估算公式,
3.電力和熱力
(1)純內阻電路中:利用電壓通過家用電器產生熱量,如電爐、電熨斗、電飯煲、電烙鐵、白熾燈泡等,此時電能全部轉化為電能轉化為內能,電功等于電熱,即W=UIt=I2Rt=。 同樣P=UI=I2R=。
(2)在非純內阻電路中:電壓通過家用電器的目的是轉化為內能以外的能量。 發熱不是目的,而是不可避免的內能損失。 如電機、電解槽、充電蓄電池、日光燈等? 此時電路所消耗的電能,即W=UIt,分為兩部分,很大一部分轉化為其他形式的能量(例如電壓通過電機,而電機旋轉,電能轉化為機械能); 另一小部分不可避免地轉化為電熱Q=I2Rt(定子內阻發熱)。 這里W=UIt不再等于Q=I2Rt,應該是W=+Q。?
(3)電功和電熱是兩個不同的化學量。 只有在純內阻電路中,電功等于電熱,W=Q=UIt=I2Rt=; 在非純內阻電路中,電功小于電熱,W>Q純電阻電路焦耳定律,則電功率只能用W=UIt估算,電熱只能用Q=I2Rt估算,這兩個公式不能通用。
例1 電阻為20Ω的電吊扇,接通220V電流后,消耗功率為66W。 問題:?
(1) 電吊扇正常工作時電機通過的電壓是多少? ?
(2)電吊扇正常工作時有多少電能轉化為機械能? 有多少能量轉化為內能? 電機的效率是多少? ?
(3) 如果電吊扇接通電源后葉片卡住不能轉動,此時通過電機的電壓是多少,以及電機消耗的電功率和發熱功率? ?
3、實地考察
1、家用電器兩端的電流為220V,表示()
A、1A電壓通過家用電器時,耗電量為220J
B.1C正電荷通過家用電器時,形成220J的熱量
C.1A電壓通過家用電器時,電壓發熱功率為220W
D.1C 正電荷從高電位移動到高電位時,電場力做功 220J
2、標有“220V,100W”的燈泡接110V電源(不考慮燈泡內阻的變化),則有()
A、燈泡實際功率為50W
B、燈泡實際功率為25W
C、燈泡兩端電壓為額定電壓
D、燈泡兩端電壓為額定電壓
3、右邊電路中,燈管L1、L2標有“220V,100W”; L3和L4燈標有“220V,40W”。 將A、B兩端接上電源,最暗的燈為()
A。 L1B。 L2C. L3D. L4
4、將兩只相同的燈接入圖中A、B電路,調節滑動變阻器,使兩只燈的方向正確。
常亮時,兩個電路消耗的總功率分別為 和 ,可推導出 ( )
A.>B.<C.=D.難以判斷
5、傳輸電纜的總內阻為r,傳輸的電功率為P,傳輸的電流為U,則用戶獲得的功率為()
A.PB.CD
6、直流電動機所加電流為U,電壓為I,線圈電阻為R。在工作時,下列說法錯誤的是( )
A。 電機輸出功率為U2/R
B. 電機發熱功率為I2R
C。 電機輸出功率為IU-I2R
D. 電機的功率可以寫成IU=I2R=U2/R
7、有直流電機,接0.2V電流電路時,電機不轉,測得流過電機的電壓為0.4A純電阻電路焦耳定律,接2V電流電路時,電機工作正常情況下,工作電壓為1A。 求:
(1)電機正常工作時的輸出功率;
(2) 如果在正常運行中定子突然卡住,此時電機的發熱功率是多少? (提示:電機在電路中轉子不轉動時是純內阻電器)
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