《高中物理 恒定电流 第1部分 第3章 第3节 焦耳定律课件 鲁科版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 恒定电流 第1部分 第3章 第3节 焦耳定律课件 鲁科版选修31（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节焦耳定律理解教材新知把握热点考向应用创新演练第3章恒定电流知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三3 3电流通过导体产生的热量跟电流电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，公成正比，跟通电时间成正比，公式为式为Q QI I2 2RtRt。4 4纯电阻电路中电功和电热相等，纯电阻电路中电功和电热相等，非纯电阻电路中电功大于电热。非纯电阻电路中电功大于电热。 1. 1.电功电功 (1) (1)定义：当接通电路时，电路中就建立了电场，定义：当接通电路时，电路中就建立了电场，自由电荷在电场力的作用下定向运动而
2、形成电流，这时自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时 对自由电荷做了功，就是我们常说的电功。对自由电荷做了功，就是我们常说的电功。 (2) (2)公式：公式：W WqUqU 。 (3) (3)单位：在国际单位制中是单位：在国际单位制中是 ，符号，符号：J，常，常用单位还有用单位还有 (kWh)，俗称，俗称“度度”，1 kWh 。 (4) (4)物理意义：指物理意义：指 和其他形式能的转化过程。和其他形式能的转化过程。电场力电场力UIt千瓦时千瓦时3.63.610106 6 J J电能电能焦耳焦耳单位时间单位时间快慢快慢1用电器两端电压为用电器两端电压为220 V，这意味着，这意味着(
3、)A1 A电流通过用电器时，消耗的电能为电流通过用电器时，消耗的电能为220 JB1 C正电荷通过用电器时，产生正电荷通过用电器时，产生220 J的热量的热量C1 A电流通过用电器时，电流的发热功率为电流通过用电器时，电流的发热功率为220 WD1 C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功功220 J解析：解析：由由WUIt知，因时间未知，通过知，因时间未知，通过1 A电流消耗电流消耗的电能无法确定，故的电能无法确定，故A错。若是纯电阻，发热功率为错。若是纯电阻，发热功率为220 W，但若不是纯电阻，发热功率则小于，但若不是纯电阻，发热功率则小于22
4、0 W，C选项错。移动选项错。移动1 C正电荷电场力做功正电荷电场力做功WUq220 J，D选项正确。只有在纯电阻电路中，电能才全部转化为选项正确。只有在纯电阻电路中，电能才全部转化为内能，内能，B选项错。选项错。答案：答案：D 自学教材自学教材 1 1焦耳定律焦耳定律 (1) (1)内容：电流通过导体产生的热量跟内容：电流通过导体产生的热量跟 的二次方的二次方成正比，跟导体的成正比，跟导体的 成正比，跟通电时间成成正比，跟通电时间成 。 (2) (2)公式：公式：Q Q 。 (3) (3)单位：焦耳，简称焦，符号单位：焦耳，简称焦，符号 J J。 (4) (4)微观解释：导体中的电子在电场力
5、作用下做定向微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断运动时，会与金属离子不断 ，碰撞时把一部分动能，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体 。电阻电阻I2Rt电流电流正比正比碰撞碰撞发热发热 2 2身边的电热身边的电热 (1) (1)电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率热效应，其电阻丝都是由电阻率 的材料制成的。的材料制成的。 (2) (2)电焊是在焊接的金属接触面上通过电焊是在焊接的金属接触面上通过 ，利用，利用接触电阻产生的接触电阻产生的
6、 得到适合焊接的高温，从而对接得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。触面进行焊接的一种方法。较大较大电流电流热量热量 (3) (3)插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易都会产生大电阻，容易 ，甚至迸出火花。，甚至迸出火花。 (4) (4)电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPUCPU要安装散热片及风扇，都是为了要安装散热片及风扇，都是为了 。发热发热散热散热 重点诠释重点诠释 2 2纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别 纯电阻电路与非纯电阻电路
7、是物理学中的两种常见纯电阻电路与非纯电阻电路是物理学中的两种常见电路，列表区分如下：电路，列表区分如下：纯电纯电阻阻电电路路非非纯电纯电阻阻电电路路元件元件特点特点电电路中只有路中只有电电阻元件用阻元件用来来发热发热或者只能或者只能发热发热除除电电阻外阻外还还有能把有能把电电能能转转化化为为其他形式能量的其他形式能量的用用电电器器纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路计算电热计算电热的公式的公式上述公式均可用上述公式均可用只能用只能用Q QI I2 2RtRt来计算来计算电热电热元件举例元件举例电阻、电灯、电电阻、电灯、电热毯、电炉丝等热毯、电炉丝等电动机、电铃、电解电动机、电铃、电解槽
8、、蓄电池等槽、蓄电池等2 2有一只电风扇，标有有一只电风扇，标有“220 V 50 W220 V 50 W”字样，电动机线圈字样，电动机线圈的电阻为的电阻为0.4 0.4 ，把它接入，把它接入220 V220 V的电路中，以下几种计的电路中，以下几种计算时间算时间t t内产生热量的方法中，正确的是内产生热量的方法中，正确的是 ( () )AQU2t/RBQPtCQ(P/U)2Rt D以上三种方法均正确以上三种方法均正确答案：答案：C C 答案答案 (1)48.4 (1)48.4 (2)826.4 W(2)826.4 W (1) (1)纯电阻用电器，电压、电流、电阻三者关系满足纯电阻用电器，电压
9、、电流、电阻三者关系满足欧姆定律，电功率与电热功率相等。欧姆定律，电功率与电热功率相等。 (2) (2)灯泡、电炉等常用的纯电阻用电器，严格地说，灯泡、电炉等常用的纯电阻用电器，严格地说，常温下的电阻与正常工作时的电阻不同，不同工作温度常温下的电阻与正常工作时的电阻不同，不同工作温度下的电阻也不同；但若没有特别说明，则不考虑温度对下的电阻也不同；但若没有特别说明，则不考虑温度对电阻率的影响，即电阻为定值。电阻率的影响，即电阻为定值。1一根电阻丝，通过一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是电荷量所消耗的电能是8 J。若在相同的时间内通过若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所的电荷量
10、，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是加电压和消耗的电能分别是()A4 V,16 J B8 V,16 JC4 V,32 J D8 V,32 J答案：答案：D 解析解析 (1)(1)公式公式P PUIUI可计算电动机消耗的总功率，可计算电动机消耗的总功率，因此电动机消耗的总电功率：因此电动机消耗的总电功率：P P总总UIUI220 W220 W。 (2) (2)P PI I2 2R R只能计算发热损耗的电功率，发热损耗的只能计算发热损耗的电功率，发热损耗的电功率：电功率：P P热热I I2 2R R1 W1 W。 (3) (3)转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减转化为机械能的功率可用电动
11、机消耗的总功率减去发热损耗的电功率，所以转化为机械能的功率为去发热损耗的电功率，所以转化为机械能的功率为P P机机P P总总P P热热219 W219 W。 答案答案 220 W220 W1 W1 W219 W219 W2一台电动机额定电压为一台电动机额定电压为220 V，额定电流为，额定电流为4 A，让，让这台电动机正常工作，则下列说法正确的是这台电动机正常工作，则下列说法正确的是()A电动机对外做功的功率为电动机对外做功的功率为880 WB电动机内发热功率为电动机内发热功率为880 WC电动机的内电阻为电动机的内电阻为55 D电动机的额定功率为电动机的额定功率为880 W解析：解析：电动机
12、额定功率电动机额定功率PUI880 W，电动机不是，电动机不是纯电阻元件，额定功率等于发热功率与对外做功功率纯电阻元件，额定功率等于发热功率与对外做功功率之和，故之和，故D对，对，A、B错。而电动机的内电阻不能用错。而电动机的内电阻不能用额定电压与额定电流的比值计算，额定电压与额定电流的比值计算，C错。错。答案：答案：D图图331 例例33如图如图3 33 31 1所示，所示，为电动机提升重物的装置，电为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为动机线圈电阻为r r1 1 ，电，电动机两端电压为动机两端电压为5 V5 V，电路中，电路中的电流为的电流为1 A1 A，求：，求： (1) (1)电动机
13、线圈电阻上消耗的热功率是多少？电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2) (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3) (3)这台电动机的机械效率是多少？这台电动机的机械效率是多少？ 答案答案 (1)1 W(1)1 W(2)5 W(2)5 W4 W4 W(3)80%(3)80% 电动机的功率和效率电动机的功率和效率 (1) (1)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算：流和电压决定，计算：P P总总UIUI。 (2) (2)输出功率：电动机做有用功的功率。输出功率：电动机做有用功的功率。 (3) (3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率要发热，热功率P P热热I I2 2r r。 (4) (4)功率关系：功率关系：P P总总P P出出P P热热。上题中若物体重为上题中若物体重为20 N20 N，不计摩擦力，不计摩擦力，10 s10 s时间可以时间可以匀速把物体提升多高？匀速把物体提升多高？答案：答案：2 m2 m
