《高中物理人教选修31同步辅导与检测课件第2章第5节焦耳定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修31同步辅导与检测课件第2章第5节焦耳定律（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5节焦耳定律,恒定电流,随着家用电器的增多，特别是空调，电热器等大功率用电器的使用，引发的火灾事故越来越多，据统计很大一部分火灾的事故原因是导线、插座或开关等元件温度升高而导致的，请思考，电流通过导体为什么会发热，产生的热量与电流大小和导线电阻等是什么关系呢？ 提示：电能转化为热能；关系为QI2Rt,1所谓电流做功，实质上是导体中的_对自由电荷的_在做功 2电流在一段电路中所做的功等于这段电路_、电路中的_、_三者的乘积，即W_. 3单位时间内电流所做的功叫做电功率电流在一段电路上做功的功率P等于_与这段电路_的乘积，即P_.,答案：1恒定电场静电力 2两端的电压U电流I通电时间tIUt 3
2、电流I两端的电压UIU,4电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为. 5电热Q_，热功率P_. 6若电路中有电动机或电解槽，电能除转化为内能外，还转化为_或_，它们之间遵从能量守恒,答案：4导体的内能 5I2RtI2R 6机械能化学能,一、电动和电功率 1电功 (1)电功的定义：电场力对电荷做的功，叫做电功 (2)电功的表达式：WqUUIt. 即一段电路上的电功就等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积 (3)单位：焦耳，符号为J. 2电功率 (1)定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率,(2)表达式： (3)单位：瓦特，符号W. (4)物理意义：表示电流做功的快慢
3、 (5)串联电路中：由PI2R知 I2，电阻越大，功率越大，并联电路中：由PU2/R知P1R1P2R2U2，电阻越小，功率越大,注意：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能可见电功反映了电能转化为其他形式能的多少电功的表达式WUIt以及电功率PUI适用于所有电流做功和功率的计算,一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是() A4 V16 JB8 V16 J C4 V32 J D8 V32 J,分析：利用WqU可求出电压U1， 再由 可以求出U2，然后利用WqU求
4、W2.,解析：设电阻丝电阻为R，开始所加电压U1，则 W1q1U1 即82U1U14 V 设后来所加电压为U2，产生的热量为W2，则 W2q2U248 J32 J. 答案：D,变式迁移,1下列关于电功的说法中，错误的是() A导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功 B电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程 C电流做功消耗的能量，由电源来供给 D电功就是电能,D,二、焦耳定律和热功率 1焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比 (2)表达式：QI2Rt. (3)适用范围：QI2Rt是电热的定义式，可求任何电路中电流I通过电阻R
5、时产生的热量(电热),(4)焦耳定律的微观解释 电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热振动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高 (5)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能 2热功率 单位时间内电流通过导体发热的功率叫热功率热功率即电能转化为内能的功率，即,3纯电阻电路和非纯电阻电路,一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后，消耗功率为66 W，问： (1)电风扇正常工作时，通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率是多少？转化为内能
6、的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住不能转动，这时电动机消耗的电功率和发热功率分别是多少？,解析：(1)用电器总功率是输入电压和电流的乘积，即PUI， 所以 (2)由于电风扇是非纯电阻用电器，输入的总功率一部分转变为内能，另一部分在电阻上转变为内能且PP机P内，电风扇正常工作时，转化为内能的功率的是P内I2R0.32 20 W1.8 W，转化为机械能的功率是P机P内66 W1.8 W64.2 W电动机的效率是,(3)电风扇的风叶被卡住后，通过电风扇的电流为 消耗的电功率P1I1U11220 W2 420 W 发热功率P内1IR11220 W2 420 W
7、. 答案：(1)0.3 A (2)64.8 W1.8 W97.3% (3)2 420 W2 420 W,变式迁移,2一电动机线圈的电阻为1，线圈两端所加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作 (1)在求电动机正常工作1 min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法： 解法一：WUIt2 V0.8 A60 s96 J 解法二：WI2Rt(0.8 A)21 60 s38.4 J 你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由 (2)求电动机正常工作1 min所转化的机械能是多少,解析：(1)解法一对因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，而大部分转化为机械能解法二求出的是电动机工作时产生的电热，只占所消耗电能的一部分 (2)电动机工作1 min消耗的电能 WUIt2 V0.8 A60 s96 J 电动机工作1 min产生的电热 QI2Rt(0.8 A)21 60 s38.4 J 电动机工作1 min转化成的机械能 W机械WQ96 J38.4 J57.6 J 答案：(1)见解析(1)(2)57.6 J,祝,您,学业有成,
