文档介绍：焦耳定律的教案
一、教学目标
、电功率的概念,公式的物理意义。
。
。
=I2Rt(P=I2R)和
,电功大于电热。
。
二、重点、难点分析
。
,接受起来比较困难。
三、主要教学过程
(一)提出问题,引入新课
,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?(做功,而且做正功)
,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子。
电能→机械能,如电动机。
电能→内能,如电热器。
电能→化学能,如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
(二)教学过程设计
(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现。
电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为UAB,则电场力做功W=qUAB。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=ItU。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
(3)表达式:W=IUt(适用于所有电路)
说明:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
(4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(s),则电功的单位是焦耳(J)。
=^6 J
(5)电功率
物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。此公式适用于所有点路。
②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。
1W=1J/s
这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。所以在这里瞬时功率和平均功率相等。额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般说来,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器功率不是额定功率,而是实际功率。实际功率P=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,那么如果想求出转化的内能得多少,学****焦耳定律就可以求出了。英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。
(1)纯电阻和非纯电阻电路
纯电阻电路:W=Q 如白炽灯、电炉
非纯电阻电路:W=Q+W其他如电动机、电解槽
(2)焦耳定律表达式:Q=I2