高中物理 第3章 第3讲 焦耳定律课件 鲁科版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 鲁科版 第三章恒定电流 第三讲焦耳定律 目标定位 焦耳定律 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 弄清电功与电热 电功率与热功率的区别和联系 1 2 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别 3 预习导学 1 1 电场力电场力 2 uit2 单位时间iu瓦特 想一想 电流做功越多 电功率越大吗 一 电能 答案 电功率是指电流单位时间内做的功 电流做功多 由于时间不确定 所以电功率不一定大 焦耳定律 1 电流的二次方电阻通电时间2 只含电阻 想一想 电风扇 电冰箱消耗的电能等于i2rt吗 电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了 二 焦耳定律 答案 不等于 电风扇 电冰箱消耗电能没有全部转化为热能 有大部分转化为了机械能 小部分转化为了电热 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 三 身边的电热 1 热效应2 过大 课堂讲义 一 电功和电功率 1 电功 电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压u 电路中的电流i 通电时间t三者的乘积 公式为w uit 焦耳定律 电流做了多少功 就有多少电能转化为其他形式的能 即电功等于电路中电能的减少量 2 电功率的表达式为p ui 反映了电流做功的快慢 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 电功与电功率 2 用电器的额定功率和实际功率 1 额定功率 用电器长期正常工作时的最大功率 也就是用电器加上额定电压 或通以额定电流 时消耗的电功率 2 实际功率 用电器的实际工作时消耗的电功率 它可能与额定电功率相等 也可能比额定电功率大或小 注意由于对用电器的电阻值不考虑温度对其影响 即用电器的电阻看成是一个定值 所以有r 课堂讲义 例1有分别标有 220v 100w 220v 60w 的两个灯泡 1 把它们并联接到220v的电源上 实际功率各是多少 哪个灯泡更亮 2 把它们串联接到220v的电源上 实际功率各是多少 哪个灯泡更亮 焦耳定律 解析 同理 p1 100w p2 60w 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 课堂讲义 针对训练一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36w与36v 若把此灯泡接到输出电压为18v的电源两端 则灯泡消耗的电功率 a 等于36wb 小于36w 大于9wc 等于9wd 小于9w 焦耳定律 解析 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 由得正常工作时的电阻r 36 假设灯泡的电阻也为36 则它消耗的功率为 功率小 电阻率变小 电阻变小 实际功率小于9w d 课堂讲义 二 焦耳定律 1 电功 电热 电功率 热功率的关系 焦耳定律 1 电功与电热的比较 电功实质是静电力移动电荷做的功 w qu uit电热是由于电流的热效应 电流通过导体发热 q i2rt 纯电阻电路中 u ir w q uit i2rt u2t r 电功等于电热 非纯电阻电路中电流通过导体时 不仅发热 电能还会转化为其他形式的能 即在非纯电阻电路中电功大于电热 w q uit i2rt 进一步推出 u ir或i u r 即非纯电阻电路不服从欧姆定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 电功与电热的联系与区别 课堂讲义 二 焦耳定律 1 电功 电热 电功率 热功率的关系 焦耳定律 3 电功率与电热功率的关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 纯电阻电路中 p p热 ui i2r u2 r 非纯电阻电路中p ui p热 i2r 2 纯电阻电路和非纯电阻电路的特点对比 1 纯电阻电路 电路中只有电阻元件 只能把电能转化为内能 服从欧姆定律i u r 常见电学元件 电阻 电炉丝 白炽灯等 2 非纯电阻电路 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器 不服从欧姆定律 u ir或i u r 常见电学原件 电动机 电解槽等 课堂讲义 例2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b w uit适用于任何电路 而w i2rt u2t r只适用于纯电阻电路c 在非纯电阻电路中 ui i2rd 焦耳热q i2rt适用于任何电路 焦耳定律 解析 p大 q不一定大 只有纯电阻成立 w uit i2rt u2t r p ui i2r p其他 ui i2r 焦耳热的定义式 bcd 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 课堂讲义 例3一台电风扇 内阻为20 接上220v的电压后正常工作 消耗的功率为66w 求 1 电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流 2 电风扇工作时 转化为机械能和内能的功率及电机的效率 3 若接上电源后 扇叶被卡住 不能转动 此时通过电动机的电流多大 电动机消耗的电功率和发热功率各是多大 焦耳定律 非纯电阻元件 解析 1 由p ui可得 电流 2 发热功率pq i2r 1 8w 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 p机 p pq 64 2w 机械功率与总功率之比 97 3 3 i u r 11a 纯电阻元件 p ui i2r 2420w 相等 课堂讲义 例3一台电风扇 内阻为20 接上220v的电压后正常工作 消耗的功率为66w 求 1 电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流 2 电风扇工作时 转化为机械能和内能的功率及电机的效率 3 若接上电源后 扇叶被卡住 不能转动 此时通过电动机的电流多大 电动机消耗的电功率和发热功率各是多大 焦耳定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 机械功率与总功率之比 相等 借题发挥 1 在纯电阻电路中 由于电功与电热相等 因此公式uit i2rt u2t r既可计算电功 也可计算电热 2 在非纯电阻电路中 只能用uit计算电功 用i2rt计算电热 u2t r无意义 3 通过电功 或电热 计算电流或电压 对点练习 对电功率 热功率的考查 1 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 焦耳定律 p热 i2r 52 1w 25w b 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对点练习 2 电功率的计算公式p u2 r中 u是加在用电器上的电压 r是用电器的电阻 此式可用于 a 计算电冰箱的功率b 计算电风扇的功率c 计算电烙铁的功率d 计算洗衣机的功率 焦耳定律 c 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 只适合纯电阻元件 对电功率 热功率的考查 对点练习 焦耳定律 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 对电热和电功的考查 3 当电阻两端加上某一稳定电压时 通过该电阻的电荷量为0 3c 消耗的电能为0 9j 为在相同时间内使0 6c的电荷量通过该电阻 在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 a 3v 1 8jb 3v 3 6jc 6v 1 8jd 6v 3 6j 0 3c w1 qu1 q2 i2t 0 6c i2 2i1 6v 2u1 ri2 u2 u1 3v w2 qu2 3 6j d 对点练习 非纯电阻电路的特点及有关计算 4 如图所示是一直流电动机工作时的电路图 电动机内阻r 0 8 电路中另一电阻r 10 直流电压u 160v 电压表示数uv 110v 试求 焦耳定律 1 通过电动机的电流 2 输入电动机的电功率 3 电动机输出的机械