山东省德州市高中物理 2.5焦耳定律（学生版） 新人教版选修31.doc

第5节焦耳定律1电流做功实质上是导体中的 对自由电荷的 在做功，电流做功的多少等于电能转化为 的数量2电流做功的公式为 ，适用于 电功率的公式为 ，适用于 3电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的 成正比，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 ，这一规律叫焦耳定律，表达式为 ，适用于 焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律电热功率是描述电流做功产生电热的 程度的物理量，公式为 ，适用于 4只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功 电热，用公式表示为wqi2rtuit.含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功 电热，电功表达式wuit，电热表达式为 .5两个绕线电阻分别标有“100 10 w”和“20 40 w”则它们允许通过的额定电流之比是()a./5 b./20c./10 d1/2 0006两个电阻分别标有“1 a4 w”和“2 a1 w”，则它们的电阻之比为()a21 b161 c41 d1167关于电功，下列说法中正确的有()a电功的实质是电场力所做的功b电功是电能转化为其他形式能量的量度c电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大d电流通过电动机时的电功率和热功率相等【概念规律练】知识点一电功、电功率的计算1关于四个公式pui；pi2r；p；p，下列叙述正确的是()a公式适用于任何电路的电功率的计算b公式适用于任何电路的电热功率的计算c公式适用于任何电路电功率的计算d以上均不正确2一个用半导体材料制成的电阻器d，其电流i随它两端的电压u变化的关系图象如图 (a)所示，将它与两个标准电阻r1、r2并联后接在电压恒为u的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为p.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器d和电阻r1、r2消耗的电功率分别为pd、p1、p2，它们之间的大小关系为()ap14p2 bpdp/9cp1p2知识点二焦耳定律3下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()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bwuit适用于任何电路，而wi2rtt只适用于纯电阻电路c在非纯电阻电路中，uii2rd焦耳热qi2rt适用于任何电路4. 如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻rm0.6 ，r10 ，u160 v，电压表的读数为110 v则：(1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1 h所产生的热量是多少？【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5. 有四盏灯，接入如图所示的电路中，l1和l2都标有“200 v100 w”字样，l3和l4都标有“220 v40 w”字样，把电路接通后，最暗的灯是哪一盏？最亮的灯是哪一盏？6额定电压都是110 v，额定功率pa100 w，pb40 w的电灯两盏，若接在电压是220 v的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个() 二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内()a电炉放热与电动机放热相等b电炉两端电压小于电动机两端电压c电炉两端电压等于电动机两端电压d电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率8有一个直流电动机，把它接入0.2 v电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 a；若把电动机接入2 v电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 a则：(1)电动机正常工作时的输出功率为多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？1不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 v40 w”的灯泡，下列说法正确的是()a接在110 v的电路中时的功率为20 wb接在110 v的电路中时的功率为10 wc接在440 v的电路中时的功率为160 wd接在220 v的电路中时的功率为40 w2通过电阻r的电流为i时，在时间t内产生的热量为q；若电阻为2r，电流为i/2时，则在时间t内产生的热量为()a4q b2q cq/2 dq/43关于电功和电热，下面说法正确的是()a任何电路中的电功wuit，电热qi2rt且wqb任何电路中的电功wuit，电热qi2rt但w有时不等于qc电功wuit在任何电路中都适用，qi2rt只在纯电阻电路中适用d电功wuit，电热qi2rt，只适用于纯电阻电路4一台额定电压为u的电动机，它的电阻为r，正常工作时通过的电流为i，则()a电动机t秒内产生的热量是quitb电动机t秒内产生的热量是qi2rtc电动机的功率为pi2rd电动机的功率为pu2/r5两盏额定功率相同的灯泡a和b，其额定电压uaub，则下列说法正确的是()a两灯正常发光时，灯泡的电流强度iaibb两灯电阻rarbc将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率papbd将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率paiup i2(r1r2)a b c d10. 如图所示，电源电压恒为u14 v，小灯泡l标有“4 v8 w”，电动机的线圈电阻rm1.0 ，当变阻器调到2 时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率11一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转动轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 v时，电流为0.3 a松开转动轴，在线圈两端加电压为2 v时，电流为0.8 a，电动机正常工作则：该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？游标卡尺和螺旋测微器的原理与读数游标卡尺和螺旋测微器是高中阶段常用和两种测量长度的仪器，游标卡尺和螺旋测微器的读数是实验考查的重点，也是历年高考的热点。一、游标卡尺1、 游标卡尺的工作原理：游标卡尺的种类较多，常用的有10分度、20分度和50分度三种，但其工作原理是相同的，下面就以10分度为例作以介绍。游标卡尺的构造：卡尺结构如图所示主要由两部分组成，即可移动的游标部分a和主尺部分b组成。测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为1mm，游标上共有10个等分刻度，全长为9mm，也就是每个刻度为0.9mm，比主尺上刻度小0.1mm。当测量爪并拢时游标的零刻度线与主尺的零刻度对齐，此时示数为0。当游标向右移动0.1mm，这时游标的1刻度与主尺的1刻度对齐。同理当游标向右移动0.2mm，这时游标的2刻度与主尺的2刻度对齐游标向右移动0.3mm，这时游标的3刻度与主尺的3刻度对齐游标向右移动0.9mm，这时游标的9刻度与主尺的9刻度对齐游标向右移动1mm，这时游标的10刻度与主尺的10刻度对齐游标向右移动1.1mm，这时游标的0刻度线过了主尺的1mm刻度，且游标1刻度与主尺2刻度对齐。依此类推右移动n.kmm，这时游标的0刻度线过了主尺的n mm刻度，且游标0.k/m刻度与主尺n+0.k/m刻度对齐。(0.k指小数部分，m指游标卡尺的精度10分度的为0.1，20分度的为0.05，50分度的为0.02，这种方法对20、50分度的游标卡尺同样适用。) 2、游标卡尺的读数规则 （1）以游标零刻度线位置为准，在主尺上读取整毫米数l； （2）看游标上哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线（不管是第几条刻度线）对齐，由游标上对齐的刻度数n（即格数）乘以游标卡尺的精确度x（x=mm n：为游标卡尺的分度值）得出毫米以下的小数； （3）总的读数a为毫米整数加上毫米小数，即 a= l+nx 。读数时应注意，游标卡尺的读数不需要估读。3、游标卡尺读数经常出现的错误有 （1）主尺上所标数值一般为cm数，有些同学误认为mm数； （2）小数点后准确的位数错误； （3）误将游标尺的边缘当作零刻度线。4、游标卡尺读数的技巧 （1）读数时先以mm为单位读数，读出后再按要求换算成其它单位； （2）找准游标零刻度线，在主尺上读出游标零刻度线左侧最近的主尺刻度线的值； （3）认清游标尺上的第几条刻度线与主尺的刻度对齐； （4）弄清所用游标尺的精度； （5）严格按公式a= l+nx计算结果。 读数练习：1.用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图（a）、（b）所示。这根金属管内径读数是 cm，外径读数是 cm，管壁的厚度是 cm。2. _mm 3. _mm 4. _mm5. _mm二、螺旋测微器1、螺旋测微器的构造原理：螺旋测微器的构造如图所示： 它的刻度由固定刻度a和可动刻度b两部分构成。固定刻度又分整毫米刻度和半毫米刻度，每个整毫米刻度为1mm。可动刻度部分每旋转一周测微螺杆前进或后退0.5mm，而每一周又分了50个刻度，所以每旋转一个刻度测微螺杆前进或后退=0.01mm，所以螺旋测微器测量长度时可以精确到0.01mm.。2、螺旋测微器读数规则： （1）以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出