2[1].5焦耳定律 学案全集 人教新课标3-1.doc

第五节焦耳定律【新课标要求】1.理解电功和电功率的概念和公式并能进行有关的计算。2.了解焦耳定律3.知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程【新课预习】1、电功(1)在电路各导体的自由电荷在_作用下发生_而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功。在一段电路中电场力所做的功，就是我们常说的电流做功，简称电功。(2)公式:=QU=IUt(3)单位:焦耳(J)，常用的单位还有：千瓦时（kW.h） 1kW.h=3.6106J2、电功率(1)定义: _(2)公式:P=IU(3)单位:瓦特() k=1000(4)用电器的额定功率和实际功率用电器的额定功率是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时（或通以额定电流）时消耗的电功率。用电器的实际功率是用电器的实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。3、焦耳定律(1)内容: _(2)公式:=2t(3)注：焦耳定律是电流热效应的实验规律：凡是要计算电热都应首选焦耳定律(4)电热:由于导体的电阻,使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热.(5)电功和电热的区别和联系电功是电能转化为其他形式能量的量度,即电功表示了电流通过导体时转化为其他各种形式能量的电能的总和.电热表示电流通过导体时,消耗的电能中转化为内能的那一部分,即电热是电能转化为内能的量度.可见,电功和电热式两个不同的物理量,不能混淆.电功与电热的数量关系式:，即IUt2t 在纯电阻电路中，如白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有=IUt=2t=Pt,可用其中的任一形式进行计算 在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路中，电能转变为内能和机械能，即IUt=2t+E机；在含有电解槽的电路中，电能转化为内能和化学能，即IUt=2t+E化，所以在非纯电阻电路中即IUt2t【知识精讲】1、非纯电阻电路中电功和电热的计算例1一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。求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？解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r=1电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为：P入=IU=0.82=1.6W电动机的机械功率：P机= P入-I2r=1.6-0.821=0.96W总结 此题是非纯电阻电路，要注意分清电功和电热的关系。电动机消耗的电能也就是电流的功=IUt。电动机产生的热能必须用=2t来求。另外，还要应用能量守恒定律，=(为其他形式的能)或P入=P机+P热，其中P入= IU，P热I2R, P机为机械功率。变式训练某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）。解析：电动机的输入功率PUI，电动机的输出功率P1=mgv，电动机发热功率P2=I2r而P2=P - P1，即I2r= UImgv代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4【活学活练】【基础达标】一、选择题：1、一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110W，通过3C的电量时，有330J的电能转化为内能，则（ ）A电阻所加电压为110V B.通过电阻的电流为1AC电阻通电时间为3S C.这个电阻的阻值为1102、供电电路电源的输出电压为U1，线路损失的电压为U2，用电器得到的电压为U3，总电流为I，线路总电阻为R，线路损失的功率为（ ）A B.2 。I2R .3、白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡，有时可将断了的灯丝搭上，若将这只灯泡再接入电路中，其亮度与原来相比（ ）. 亮些 . 暗些 . 一样亮 .都有可能4、一盏电灯接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将（ ）. 等于91W . 小于91W . 大于91W .条件不足,无法确定5、一台电动机，额定电压是100V，电阻是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（ ） 500W . 25W .200W . 475W6、一根电阻丝，在1s内通过2C的电量时，消耗的电能是8J,若在相同时间内通过4C的电量时，电阻丝上所加电压U和消耗的电能W各是（ ）=4，=16 =8, =16=4, =32 . =8, =32二、填空题：7、把标有“220V、40W”的灯泡接在110V的电路中时，灯泡实际消耗的电功率为_W,若把标有“220V、40W”的灯泡接在电压是220V的电路中，则发生地问题是_。8、三个电阻分别标有“100、4W”，“200、2W”，“50、8W”，将它们串联起来，允许通过的最大电流为_A，允许消耗的最大总功率为_W9、有一个电解槽，额定电压为220V，额定电流为2.0A，电阻为5.0,当电解槽正常工作时，发热消耗的功率P热，在1min内有_J的电能转化为化学能。三、计算题：10、某微型吸尘器内直流电动机D的内阻一定，当外加电压为0.3V时，电动机没有转动，测得通过D的电流为0.3A，当外加电压增加到2.0V时，电动机D正常工作，测得通过D的电流时0.8A。由此可知电动机正常工作时的工作效率是多少？11、某商场安装了一台倾角为30的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率斜向上移动，电动机的最大输出功率为4.9kW，不载人时测