《焦耳定律》学案
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约2780字。
焦耳定律
[要点导学]
1.电功:
(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流做功的过程就是______能转化为_______能的过程。
(2)计算公式:。电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。电功的单位是焦耳,简称焦,符号是(J)。
2.电功率:
(1)定义:单位时间内电流所做的功。表示电流做功_______。
(2)计算公式:一段电路上的电功率P等于这端电路两端的电压U和电路中的电流I的乘积。电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是(W)。
3焦耳定律:
(1)定义:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
(2)计算公式:Q=I2Rt。焦耳定律是电流热效应的实验定律,凡是要计算电热,都应首选焦耳定律。
4.电功与电热的区别
(1)区别:电功是从电场理论出发的概念,是电能减小的量度,所以不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,P=IU总是成立的。
电热是电路中的热现象(电流的热效应),是电能转化的一部分,焦耳定律Q=I2Rt是专门计算电热的实验定律,用Q=I2Rt来计算电热,不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,都是适用的。
(2)联系:①在纯电阻电路中,电功与电热相等,电能的减少全部转化为内能,此时有:
②在非纯电阻电路中,电功大于电热,电能的减少量等于转化为内能的部分+转化为其它形式的能的部分,即:W=IUt=I2Rt+E其它P=UI>I2R
因此P=IU是计算电功的唯一形式,P=I2R是计算电热功率的唯一形式,而在此没有任何实际意义(除非U是专指R两端的电压)
5.额定功率和实际功率:用电器铭牌上所标的功率是额定功率,反映用电器本身消耗电能快慢(或转化电能快慢)的上限。用电器在实际电压下工作的功率是实际功率,用电器只有在额定电压下工作时的实际功率才等于额定功率。
[范例精析]
例1:将标有“220V,100W”和“220V,25W”字样的两个灯泡A和B串联后接入电路,为使两个灯泡都能安全使用,电路两端所加电压的最高值是多少?这时两灯的实际功率之和是多少?
解析由得两灯泡的电阻值分别为
由P=IU得两灯泡一额定电流分别为
(A)(A)
因为串联两灯的电流强度相等,所以为了安全使用,电路中的实际电流应等于两灯中最小的额定电流,即有:
(A)
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