高中物理 第二章 直流电路 第8讲 焦耳定律 电路中的能量转化课件 教科版选修31.ppt

第8讲焦耳定律电路中的能量转化 第二章直流电路 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 4 明确闭合电路中的功率及能量转化 目标定位 二 焦耳定律热功率 三 电路中的能量转化 对点检测自查自纠 栏目索引 一 电功和电功率 1 电功 1 定义 电场力移动电荷所做的功 2 定义式 w uit 3 单位 国际单位制 焦耳 符号 4 实质 转化为其他形式的能 5 适用条件 电路 答案 一 电功和电功率 知识梳理 j 电能 任何 2 电功率电流所做的功与做这些功所用时间的比值 1 定义 时间内电流所做的功 2 公式 p 3 单位 国际单位制 瓦特 符号 4 物理意义 表示电流做功的 5 适用条件 电路 答案 单位 iu w 快慢 任何 1 两个电阻串联 功率和电阻存在什么关系 答案 深度思考 答案由p i2r知 串联电阻的功率与电阻成正比 2 两个电阻并联 功率和电阻存在什么关系 例1将两个定值电阻r1 r2并联在电压为u的电源两端 r1消耗的功率为p1 r2消耗的功率为3p1 当把它们串联在电压为4u的电源两端时 下列说法正确的是 a r1两端的电压为ub r2消耗的功率变小c 通过r2的电流变小d 两个电阻消耗的总功率为12p1 典例精析 解析答案 返回 返回 答案d 1 焦耳定律 1 内容 电流通过电阻产生的热量跟电流的成正比 跟成正比 跟成正比 2 表达式 q 3 焦耳热 电流通过电阻而产生的热量 4 适用条件 电路 答案 知识梳理 二 焦耳定律热功率 二次方 电阻值 通电时间 i2rt 任何 2 热功率 1 定义 电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值 即单位时间内电阻通电所产生的热量 2 表达式 p热 3 适用条件 电路 答案 i2r 任何 电风扇 电冰箱消耗的电能等于i2rt吗 电风扇 电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量 答案 深度思考 答案不等于 电风扇 电冰箱消耗电能没有全部转化为热能 有大部分转化为机械能 小部分转化为电热 例2一台电动机 额定电压为100v 电阻为1 正常工作时 通过的电流为5a 则电动机因发热损失的功率为 a 500wb 25wc 1000wd 475w 典例精析 解析答案 解析电动机的热功率p热 i2r 52 1w 25w b正确 a c d错误 b 返回 1 电源是将其他形式的能转化为电能的装置 电源转化为电能的功率 等于电源输出功率与电源内电路的热功率之和 即 ie 答案 三 电路中的能量转化 知识梳理 ie iu i2r iu i2r 2 纯电阻电路和非纯电阻电路 例3如图1所示的电路中 电源电压为60v 内阻不计 电阻r 2 电动机的内阻r0 1 6 电压表的示数为50v 电动机正常工作 求电动机的输出功率 典例精析 解析答案 总结提升 图1 答案210w 总结提升 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 说明 注意区分电动机的几种功率 从能量守恒角度去分析和考虑电动机问题 例4如图2所示的电路中 电源电动势e 10v 内阻r 0 5 电动机的电阻r0 1 0 定值电阻r1 1 5 电动机正常工作时 电压表的示数u1 3 0v 求 1 电源释放的电功率 解析答案 图2 答案20w 2 电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率 解析答案 图2 解析电动机两端的电压为u e ir u1 10 2 0 5 3 0 v 6v 电动机消耗的电功率为 p电 ui 6 2w 12w 电动机消耗的热功率为 p热 i2r0 22 1 0w 4w 根据能量守恒得p机 p电 p热 12 4 w 8w 答案12w8w 3 电源的输出功率 解析答案 返回 图2 解析电源的输出功率为p出 p释 p内 p释 i2r 20 22 0 5 w 18w 答案18w 1 电功和电功率 多选 如图3所示 把四个相同的灯泡接成甲 乙两种电路后 灯泡都正常发光 且两个电路的总功率相等 则下列对这两个电路中的u甲 u乙 r甲 r乙之间的关系的说法 正确的是 解析答案 对点检测 1 2 3 4 图3 a u甲 2u乙b u甲 2u乙c r甲 4r乙d r甲 2r乙 解析设灯泡的电阻为r 正常发光时电流为i 电压为u 由于两个电路的总功率相等 p u甲i u乙 2i 得u甲 2u乙 又由u甲 2u ir甲 u乙 u 2ir乙 得r甲 4r乙 故正确答案为b c 答案bc 1 2 3 4 2 焦耳定律 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 电流为 则在时间t内产生的热量为 解析答案 1 2 3 4 c 3 焦耳定律和热功率 一台电动机 额定电压为100v 电阻为1 正常工作时 通过的电流为5a 则电动机因发热损失的功率为 a 500wb 25wc 1000wd 475w 解析答案 1 2 3 4 解析电动机的热功率p热 i2r 52 1w 25w b正确 a c d错误 b 4 闭合电路中的能量转化 如图4所示 电源电动势e 30v 内阻r 1 灯泡上标有 6v12w 字样 直流电动机线圈电阻r 2 若灯泡恰好能正常发光 求电动机输出的机械功