高中物理 第2章 恒定电流 5 焦耳定律课件 新人教版选修3-1.ppt

成才之路 · 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 · 选修3-1,恒定电流,第二章,5 焦 耳 定 律,第二章,为什么电视机、电风扇通电时间长了会发热？ 电流产生的热量和哪些因素有关？,电功,1.定义 电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、_、通电时间t三者的乘积。 2表达式 WqU_。 3单位 国际单位为_，符号为J。常用单位为千瓦时(kWh)，亦称为“度”，1度_焦耳。,电路中的电流I,UIt,焦耳,3.6×106,4物理意义 反映电能转化为其他形式能的多少。 5对电功的理解 从力的角度，电流做功的实质是_对电荷做功。 从能的角度，电流做功是_转化为其他形式能的过程，电功的大小量度着电能的转化，它标志着电能转化为其他形式的能。,电场力,电能,电功率,功,时间,UI,瓦特,4物理意义 表示电流做功的_。 5用电器的额定功率和实际功率 (1)额定功率：用电器长期正常工作时的_，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率。 (2)实际功率：用电器_时消耗的电功率。为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率。,快慢,最大功率,实际工作,1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟_的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成_。 (2)表达式：Q_。 2热功率 (1)定义：单位时间内放出的热量。,焦耳定律,电流,正比,I2Rt,I2R,用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？ 答案：通电导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多。由焦耳定律QI2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。,二、纯电阻电路和非纯电阻电路 1两种电路的比较,特别提醒不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都可以用WUIt，功率都可以用PUI，热量都可以用QI2Rt，热功率都可以用PI2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路。,(福建师大附中20142015学年高二上学期期末)如图所示，电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机通过的电流为I，消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是( ) 答案：D,(黑龙江哈尔滨一中20142015学年高二上学期期中)额定电压都是110V，额定功率PA100W，PB40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( ),纯电阻电路中电功率的分析与计算,对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110V，两灯可以正常发光。 比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IAIB)×110，而D电路中变阻器功率为(IAIB)×110，所以C电路消耗电功率最小。 答案：C,(常德市一中20132014学年高二检测)把6个相同电灯接成如图(甲)、(乙)所示两电路，调节变阻器，两组电灯均能正常发光。设(甲)、(乙)两电路消耗的电功率分别为P1、P2，则( ) AP13P2 BP13P2 CP13P2 D3P1P2 答案：B,解析：设每个灯泡正常发光时，其电流为I，则图(甲)中总电流为3I，图(乙)总电流为I，所以，P13IU，P2IU，P13P2，故选B。,如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r1，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N。忽略一切摩擦，求： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？ (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3)10s内电动机可以把重物匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？,非纯电阻电路中功率的分析与计算,答案：(1)1W (2)5W 4W (3)2m (4)80%,(江西九江一中20142015学年高二上学期检测)如图所示，电阻R120，电动机绕线电阻R210，当开关S断开时，电流表的示数是I10.5A，当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( ) AI1.5A BI1.5A CP15W DP15W 答案：BD,解析：当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压UI1R110V；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U10V，通过电动机的电流应满足I2UIR2，所以I21A。所以电流表的示数I1.5A，电路消耗的电功率P15W，即B、D正确。,小明家的窗式空调已用了多年，耗电功率已不再是说明书上的数值了，他想测出这台空调的耗电功率。于是他将家中的其他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他家的电度表在2min内转了200转，且电度表中标有3000r/kW·h的字母，你能帮他测出他家空调的功率吗？,探究·应用,答案：2000W 点评：要善于将所学的物理知识应用到日常生活实际，学以致用。,在长时间使用电烙铁的过程中，当暂时不使用时，如果断开电源，电烙铁将会很快变凉，再次使用时温度不能及时达到要求，如果不断开电源，烙铁头容易“烧死”且浪费电能。因此，实验室内常用的电路如图所示，其中RL为白炽灯泡，R为电烙铁。暂时不用电烙铁时，断开开关S，再次使用时闭合开关S。这样既能起到预热作用，又能保护电烙铁和节省电能。试用你学过的电学知识说明其道理。,答案：暂时不用烙铁时，断开S，RL与R串联后接在电路中，整个电路电阻较大，电流很小，消耗的电功率较小，同时又使R保持预热状态；需用烙铁时，接通S，电烙铁在额定电压下工作，很快升温。,易错点：将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆导致错误 案例：电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2，则有( ) AU1Q2 DW1W2，Q1Q2,易错分析：本题易错选项及错误原因分析：B项，不清楚在非纯电阻电路中公式UIR不再成立。 C项，由WUIt判断出W1W2，考虑到电动机有机械能输出，由能量守恒判断得Q1Q2，实际上电动机和电阻两端的电压并不相等，欧姆定律不适用。 D项，正确判断出U1U2后，由WUIt得W1W2，由QW得Q1Q2，实际上电流通过电动机做的功一部分转化为电热，另一部分转化为机械能。,正确解答：电动机是非纯电阻，其两端电压U2IRU1，B错误；电流做的功W1U1It，W2U2It，故W1W2，C错误；产生的热量由QI2Rt可判断Q1Q2，A正确，D错误。 正确答案：A,