《2018物理人教（浙江）选修3-1课件：第二章 恒定电流 5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018物理人教（浙江）选修3-1课件：第二章 恒定电流 5（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 恒定电流,5焦耳定律,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、电功和电功率,如图1所示，已知电路两端的电势差为U，电路中的电流为I，在t时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，静电力做功是多少？,ItIUt,答案,图1,1.电功 (1)电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程. (2)电功的计算公式：W . 单位： ，符号为 . 常用的单位：千瓦时(kWh)，也称“度”，1 kWh J.,静电,电,IUt,焦耳,J,3.6106,2.电功率 (1)定义：单位 内电流所做的功. (2)公式：P . (
2、3)单位：瓦，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢.,时间,UI,判断下列说法的正误. (1)电流做功的实质是静电力对电荷做功.( ) (2)电功率越大，表示电流做功越多.( ) (3)某导体两端电压为10 V，当通过2 C的电荷时，电流做功的功率为20 W.( ),二、焦耳定律,(1)某一电路中只含有某一电阻元件，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、电容器、电解槽,(2)纯电阻电路中，消耗的电能转化为什么形式的能？对于含电动机的电路，
3、消耗的电能转化为什么形式的能？,答案,内能内能和机械能,1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比. (2)表达式：Q . 2.热功率 (1)定义： 内的发热量称为热功率. (2)表达式：P .,电流的二次方,电阻,通电时间,I2Rt,单位时间,I2R,3.纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)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 . (2)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，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为 或 . (3)电功和电热的计算公式比较,内能,电动机,电解槽,机械能,化学能,判断下列说法的
4、正误. (1)电功一定等于电热.( ) (2)电动机消耗了电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热.( ) (3)电热QI2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.( ) (4)电功WUIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.( ),2,题型探究,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不正确的是 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 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,答案,解析,电功率公式P ，表示电功率越大，
5、电流做功越快.对于一段电路，有PIU，I ，焦耳热Q( )2Rt，可见Q与P、U、t、R都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错. WUIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I 只适用于纯电阻电路，B对. 在非纯电阻电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C对. QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.,二、纯电阻电路中的功率分配及计算 例2如图2所示电路中，R1R3P1P3P4 C.P2P1P4P3 D.P1P2P3P4,答案,解析,图2,设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，则I1I2I3I4，故P1 即P2P1P3，又因为U3U4，R3
6、P4，故P2P1P3P4，综上选B.,1.串联、并联电阻的功率分配 (1)串联电路： (由PI2R可得)，电阻越大，功率越大. (2)并联电路： (由P 可得)，电阻越大，功率越小. 2.计算纯电阻电路的功率时，可以用PUI，也可以用PI2R或P . 做题时要根据题目灵活选用.,设“220 V40 W”灯的电阻为R1，“220 V15 W”灯的电阻为R2，当两灯串联后，总电阻大于R2，根据P 可知，总功率小于P2，A、B错； 在串联电路中，功率P与R成正比，由于R1R2，所以串联后P1P2，C错，D对.,针对训练1把标有“220 V40 W”和“220 V15 W”的甲、乙两盏灯串联接在220
7、 V电压下，则下面分析正确的是 A.两盏灯的总功率等于55 W B.两盏灯的总功率大于15 W，小于40 W C.甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率 D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率,答案,解析,三、非纯电阻电路功率的分析及计算 电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率指电动机消耗的总功率：P入UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热I2r. (3)电动机的输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率， P出IUI2r. (4)电动机的效率：,排气扇在 220 V的电压下正常工作时的电流为I 0.16 A 发热功率为P热I2R(0.16)240 W1 W 转化为机械能的功率为
8、P机PP热(361) W35 W.,例3规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求： (1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；,答案,解析,35 W1 W,扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P电P热UI2205.5 W1 210 W.,(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.,答案,解析,1 210 W1 210 W,1.纯电阻电路中，WUItI2Rt PUII2R 电动机不转时，无机械功率输出，属纯电阻电路. 2.非纯电
9、阻电路中，WUItQI2Rt，PUIP热I2R. 电动机转动时，向外输出机械功率，属非纯电阻电路. 3.电动机的效率等于输出的机械功率与总消耗的电功率之比， 即 100%.,针对训练2(2016台洲中学期中)在研究微型电动机的性能时，应用如图3所示的实验电路.当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V.重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V.则这台电动机正常运转时输出的机械功率为 A.32 W B.44 WC.47 W D.48 W,图3,答案,解析,电动机停止转动时，线圈的电阻r 4 ，电动机
10、恢复正常运转时，电功率PUI48 W，热功率为P热I2r16 W，电动机输出的机械功率P机PP热32 W，选项A正确.,达标检测,3,A.6.8 A B.4.1 AC.1.2 A D.0.24 A,1.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为,答案,1,2,3,4,由铭牌读出电热水壶额定功率为P900 W，额定电压为U220 V.由PUI得，电热水壶的额定电流为：I 4.1 A.,解析,2.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 ，则在时间t内产生的热量为 A.4Q B.2Q C. D.,答案
11、,根据QI2Rt得，当电阻为2R，电流强度为 时，在时间t内产生的热量,解析,1,2,3,4,3.电阻R1、R2的IU图象如图4所示，则下列说法正确的是 A.R1R231 B.将R1与R2串联后接于电源上，则电压比U1U213 C.将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1I213 D.将R1与R2并联后接于电源上，则功率比P1P213,答案,解析,图4,1,2,3,4,由图象可知，当I1 A时，U11 V，U23 V，所以R1 1 ，R2 3 ，则R1R213，A错. R1与R2串联时，U1U2R1R213，B正确. R1与R2并联时，I1I2R2R131，P1P2R2R131，C、D均错.,1,2,3,4,4.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则 A.电动机消耗的总功率为I2R B.电动机消耗的热功率为 C.电源的输出功率为EI D.电动机的输出功率为UII2R,答案,解析,1,2,3,4,电动机消耗的总功率PUI，热功率P热I2R，选项A、B错误； 电源的输出功率即为电动机消耗的总功率，故为UI，选项C错误； 电动机的输出功率P出PP热UII2R，选项D正确.,1,2,3,4,本课结束,
