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1、,第二章,恒定电流,目标定位,1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算. 2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系. 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.,学案6 焦耳定律,知识探究,自我检测,一、电功和电功率,问题设计,1.如图1所示，电路中电流为I，通电时间为 t，那么在这段时间内通过这段电路的电荷 量是多少？如果电路左、右两端的电势差 是U，在电荷q从左端移到右端的过程中.静电力做的功是多少？,图1,答案ItIUt,知识探究,2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？ 答案不相同.电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不
2、一定少.电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示.电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关.,1.电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是 力在这段电路中所做的功.电流做了多少功，就有多少 转化为其他形式的能，即电功等于电路中 的减少量. 2.电功的计算公式：W . 电功的单位： ，符号为 . 常用的单位还有：千瓦时(kWh)，也称“度”，1 kWh J.,电场,电能,电能,IUt,焦耳,J,3.6106,3.电功率： 内电流所做的功.它表示电流做功的 . 电功率的计算公式：P , 电功率的单位： ，符号为 .,单位时间,快慢,IU,瓦特,W,二、焦耳定律和纯电阻电路、非纯电
3、阻电路,问题设计,1.某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路. 答案纯电阻电路有：白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅；非纯电阻电路有：电动机、电解槽、电容器.,2.在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？ 答案在电炉电路中，电流做的功即消耗的电能全部转化为电热，即WQ.在电动机电路中，电流做的功即消耗的电能除一部分转化为电热之外，大部分转化为机械能，即WQE其他，此时WQ.,要点提炼,1.焦耳定律 (1)电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比. (
4、2)公式：Q . 2.热功率 (1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的 ，叫做热功率. (2)表达式：P .,电流的二次方,电阻,通电时间,I2Rt,比值,I2R,3.纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的 .此时电功等于电热WQUItI2Rt t, 电功率等于热功率PP热UII2R . 4.非纯电阻电路：含有 或 的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为 或 ，还有一小部分转化为内能.此时电功大于电热： WUItQE其他QI2Rt，电功率大于热功率：PUIP热P其他P热I2R.,内能,电动机,电解槽,机械能,化学能,小明家有电炉、日光灯、
5、电视机、电脑、电吹风等用电器，小明查了所有用电器的电阻，它们电阻的总和为R，已知小明家所接电网电压为U，于是小明很快算出了他家用电器的总功率：P ，小明这种算法正确吗？,延伸思考,答案不正确，因为小明家有些用电器不是纯电阻用电器，所以P 不适用.,典例精析,一、电功、电热，电功率、热功率公式的比较,例1下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是() A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多 B.WUIt适用于任何电路,而WI2Rt t只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UII2R D.焦耳热QI2Rt适用于任何电路,在非纯电阻电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以
6、WQ，即UII2R，C对. QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对. 答案BCD,二、纯电阻电路中的功率分配及计算,例2额定电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是(),解析判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是不是额定电压，或电流是不是额定电流，对灯泡有PUI ，可知RARB.,对于A电路，由于RARB，所以UBUA，且有UB110 V，B灯被烧毁，UA110 V，A灯不能正常发光.,对于B电路，由于RBRA，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于RB，所以UBU并，B灯烧毁.,对于
7、C电路，B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，两灯可以正常发光. 对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光. 比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为 (IAIB)110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(IAIB)110 V，所以C电路消耗电功率最小. 答案C,三、非纯电阻电路的特点及计算,例3如图2所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R2 ，电动机的内阻R01.6 ，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率.,图2,解析电动机正常工作时，电动机两端的电压U050 V，此时通
8、过电路中的电流：I 5 A，电动机的输出功率P出U0II2R0210 W.,答案210 W,规律总结电动机的功率 电动机的总功率(输入功率)：P入UI. 电动机的热功率：P热I2r. 电动机的输出功率(机械功率)：P出UII2r. 电动机的效率： .,针对训练一台电动机内阻为1 ，接到120 V的电源上.当电动机工作时，电流为10 A.问： (1)电动机输入功率是多少？,解析电动机的输入功率P电UI12010 W1 200 W. 答案1 200 W,(2)电动机发热功率是多少？ 解析电动机的发热功率P热I2r1021 W100 W. 答案100 W 解析输出的机械功率P机P电P热1 200 W
9、100 W1 100 W. 答案1 100 W,(3)输出的机械功率是多少？,课堂要点小结,1,2,3,4,1.(功率PUI，PI2R，P 的区别)关于三个公式PUI，PI2R，P 的适用范围，以下说法正确的是(),A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求 热功率 B.在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可 适用于求热功率,自我检测,1,2,3,4,C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率， 第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义 D.由UIR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同 的意义，所求P既是电功率，也是热功率,解析首先要明确，欧姆定律I 只适用于
10、纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同.其次，PUI表示电功率，而P,1,2,3,4,I2R表示热功率.因此，在纯电阻电路中，UII2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UII2R，即消耗的电能只有部分转化为内能.,答案BC,1,2,3,4,2.(非纯电阻电路与纯电阻电路的对比)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内() A.电炉放热与电动机放热相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉的功率,1,2,3,4,解析电炉属于纯电阻元件，电动机属于
11、非纯电阻元件，对于电炉有：UIR，放热QI2Rt，消耗功率PI2R.对于电动机有：UIR，放热QI2Rt，消耗功率PUII2R. 答案ABD,1,2,3,4,3. (非纯电阻电路的特点)如图3所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则() A.电动机内部的发热功率为I2R B.电动机的机械功率为IU C.电动机的总功率为IU D.电动机机械功率为IUI2R,图3,ACD,1,2,3,4,4.(纯电阻电路功率的计算)有规格为“220 V1 000 W”的电炉，问它在正常工作时的电阻；如果电压只有200 V，求它实际消耗的功率.,解析由于电炉是纯电阻电路，,1,2,3,4,答案48.4 826.4 W,
