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1、【学习目标学习目标】 1理解电流热效应的本质 2掌握焦耳定律,并能进行有关计算 3理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学习学习难点难点】 电功和电热之间的联系和区别 【学习学习过程过程】 1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量;所谓电流做功,实质上是 导体中的恒定电场对 的 力在做功,电荷的 减小,其他形式 的能在增加;公式:W= ,P= 。 2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能,这样的电路叫做纯电阻电路。1.电功和电功率电功和电功率 (1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能 或内能等)的量度。 (2)W= qU
2、=UIt 是电功的普适式,P= UI 是电功率的普适式,适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率焦耳定律和热功率 (1)电热则是电流通过导体时,电能转化为内能的量度. (2)Q=I2Rt 是电热的计算式,可以计算任何电路中电流 I 通过电阻 R 时在 t 时间内产 生的热量(电热) ;P=I2R 是热功率的计算式, 3.电功和电热电功和电热 (1)在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能,电功等于电热,即 W=UIt=I2Rt=.同tRU2理 P=UI=I2R=.RU2(2)在非纯电阻电路中:电流通过用电器是以转化为内能以外
3、的形式的能为目的,发 热不是目的,而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能,即 W=UIt 分为两部分,一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过 电动机,电动机转动,电能转化为机械能) ;另一小部分不可避免地转化为电热 Q=I2R t(电 枢的电阻生热).这里 W=UIt 不再等于 Q=I2Rt,应该是 W=E其他Q. (3)电功和电热是两个不同的物理量,只有在纯电阻电路中,电功才等于电热,W=Q=UIt=I 2R t=;在非纯电阻电路中,电功大于电热,WQ,这时电功只能用 W=UIttRU2计算,电热只能用 Q=I2Rt 计算,两式不能通用。
4、例例 1 1、关于电功和焦耳热,下列说法错误的是 ( ) A.在纯电阻电路中,计算电功可用公式 W=I2Rt B.在非纯电阻电路中,计算电功可用公式 W= I2Rt C.在非纯电阻电路中,计算焦耳热用 Q= I2Rt D.在纯电阻电路中,计算焦耳热可用 Q=UIt例例 2、一台电风扇,内阻为 20 ,接上 220 V 电压后,消耗功率 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,这时通过电动机的电流,以 及电动机消耗的电功率和发
5、热功率是多少?例例 3 3、如图所示,线路的电压 U=220V,每条输电线的电阻 r=5,电炉 A 的电阻 RA=100。 求电炉 A 上的电压和它消耗的功率。 如果再并联一个阻值相同的电炉 B,两个电炉上的电压和每个电炉消耗的功率各是多少?例 4、如图所示,用直流电动机提升重物,重物的质量 m=50kg,电源供电电压为 110V,不计 各处摩擦,当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为 5A,则电动 机线圈的电阻为多少?(g 取 10m/s2)2.5 焦耳定律作业焦耳定律作业 编制:杨春光编制:杨春光 1. 用电器两端电压 220V,这意味着() A.1A 电流
6、通过用电器时,消耗的电能为 220J B.1C 正电荷通过用电器时,产生 220J 的热量 C.1A 电流通过用电器时,电流的发热功率为 220W D.1C 正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功 220J 2. 一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到 110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化),则有 ( ) A.灯泡的实际功率为 50W B.灯泡的实际功率为 25WC.通过灯泡的电流为额定电流的 D.通过灯泡的电流为额定电流的21 413.下图电路中,电灯 L1、L2都标有“220V,100W” ;电灯 L3、L4都标有“220V,40W” 将 A、B 两端接入电源,最暗的灯是 (
7、 ) AL1 BL2 CL3 DL44.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为和,可以断定()甲P乙PA.B.C.=D.无法确定甲P乙P甲P乙P甲P乙P5. 输电线总电阻为 r,输送的电功率是 P,送电电压为 U,则用户得到的功率为( )A.P B.C.D.r)UP(P2rUP2 r)UP(26.一个直流电动机所加电压为 U,电流为 I,线圈内阻为 R,当它工作时,下述说法中错误 的是 ( )A电动机的输出功率为 U2RB电动机的发热功率为 I2RC电动机的输出功率为 IU-I2RD电动机的功率可写作 IU=I2R=U2/R7
8、.有一个直流电动机,把它接入 0.2V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流 是 0.4A,若把它接入 2V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是 1A。求: (1)电动机正常工作时的输出功率 ; (2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动 机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)8某一电动机,当电压 U1=10V 时带不动负载,因此不转动,这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?9微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上 0.3 的电压时,通过的电流为 0.3 A,此
9、 时电动机不转,当加在电动机两端的电压为 2.0 时,电流为 0. A,这时电动机正常工 作,则吸尘器的效率为多少?10、如图所示是电饭煲的电路图,S1是一个限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里 点(103)时会自动断开;S2是一个自动温控开关,当温度低于 60时会自动闭合,温度 高于 80时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,它在保温状态下是不亮的,黄灯是保 温状态下的指示灯。限流电阻 R1=R2=500,加热电阻丝 R3=50,两灯的电阻不计。 (1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程 (包括加热和保温的过程) 。 (2)简要回答,如果不闭合开关 S1,电饭煲能将饭煮熟吗? (3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。版权所有:高考资源网()