高中物理 2.5 焦耳定律课件 新人教版选修31.ppt

恒定电流 第二章 5焦耳定律 第二章 为什么电视机 电风扇通电时间长了会发热 电流产生的热量和哪些因素有关 生物 电功1 定义电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压u 通电时间t三者的乘积 2 表达式w qu 3 单位国际单位为 符号为j 常用单位为千瓦时 kwh 亦称为 度 1度 焦耳 电路中的电流i uit 焦耳 3 6 106 4 物理意义反映电能转化为其他形式能的多少 5 对电功的理解 从力的角度 电流做功的实质是 对电荷做功 从能的角度 电流做功是 转化为其他形式能的过程 电功的大小量度着电能的转化 它标志着电能转化为其他形式的能 电场力 电能 电功率 功 时间 iu 瓦特 4 物理意义表示电流做功的 5 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 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 时消耗的电功率 为了保证用电器不被损坏 要求实际功率不能大于其额定功率 快慢 最大功率 实际工作 1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟 的二次方成正比 跟导体的电阻及通电时间成 2 表达式 q 2 热功率 1 定义 单位时间内放出的热量 焦耳定律 电流 正比 i2rt i2r 用电炉烧水时 炉盘内的电炉丝被烧得通红 产生大量的热 而连接电炉的导线却不怎么热 这是什么原因 答案 通电导线跟电炉丝是串联在一起的 通过它们的电流相等 而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多 由焦耳定律q i2rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多 二 纯电阻电路和非纯电阻电路1 两种电路的比较 2 电功与电热的计算公式比较 特别提醒 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路 计算电功时都可以用w uit 功率都可以用p ui 热量都可以用q i2rt 热功率都可以用p i2r 若用变形式时 就要考虑是否是纯电阻电路 贵州市重点高中2013 2014学年高二上学期期中 理发用的电吹风机有电动机和电热丝 电动机带动风叶转动 电热丝给空气加热 得到热风将头发吹干 设电动机线圈电阻为ri 它与电热丝电阻值r2串联后接到直流电源上 吹风机两端电压为u 电流为i 消耗的电功率为p 则有 a p uib p i2 r1 r2 c p uid p i2 r1 r2 答案 ad 解析 电吹风机消耗的电功率p是总的功率 总功率的大小应该用p ui来计算 总功率p ui 所以a正确 而c错误 电吹风机中发热的功率要用i2r来计算 所以总的发热功率为i2 r1 r2 吹风机的总功率p iu要大于发热部分的功率 所以b错误 d正确 额定电压都是110v 额定功率pa 100w pb 40w的电灯两盏 若接在电压是220v的电路上 使两盏电灯均能正常发光 且电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个 纯电阻电路中电功率的分析与计算 对于c电路 b灯与变阻器并联电阻可能等于ra 所以可能ua ub 110v 两灯可以正常发光 比较c d两个电路 由于c电路中变阻器功率为 ia ib 110 而d电路中变阻器功率为 ia ib 110 所以c电路消耗电功率最小 答案 c 常德市一中2013 2014学年高二检测 把6个相同电灯接成如图 甲 乙 所示两电路 调节变阻器 两组电灯均能正常发光 设 甲 乙 两电路消耗的电功率分别为p1 p2 则 a p1 3p2b p1 3p2c p1 3p2d 3p1 p2答案 b 解析 设每个灯泡正常发光时 其电流为i 则图 甲 中总电流为3i 图 乙 总电流为i 所以 p1 3iu p2 iu p1 3p2 故选b 如图所示为电动机提升重物的装置 电动机线圈的电阻为r 1 电动机两端电压为5v 电路中的电流为1a 物体a重20n 忽略一切摩擦 求 1 电动机线圈电阻消耗的热功率为多少 2 电动机输入功率和输出功率各是多少 3 10s内电动机可以把重物匀速提升多高 4 这台电动机的机械效率是多少 非纯电阻电路中功率的分析与计算 解析 电动机工作时 其电路为非纯电阻电路 它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率 另一部分转化为电动机的机械功率 1 电动机线圈上消耗的热功率为p热 i2r 1w 2 电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率 即p入 ui 5 1w 5w电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率 根据p入 p出 p热得p出 p入 p热 5w 1w 4w 答案 1 1w 2 5w4w 3 2m 4 80 广东培正中学2013 2014学年高二上学期期中 用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能 当调节滑动变阻器的电阻r使电动机停止转动时 电流表和电压表的示数分别为i1 0 5a和u1 2 0v 重新调节滑动变阻器的电阻r使电动机正常转动时 电流表和电压表的示数分别为i2 2 0a和u2 24v 则 a 微型电动机内线圈电阻为r线 4 0 b 微型电动机内线圈电阻为r线 12 c 电动机正常转动时输出的机械功率为p机 48wd 电动机正常转动时输出的机械功率为p机 32w答案 ad 小明家的窗式空调已用了多年 耗电功率已不再是说明书上的数值了 他想测出这台空调的耗电功率 于是他将家中的其他用电器全部关闭 单独打开空调 观察他家的电度表在2min内转了200转 且电度表中标有3000r kw h的字母 你能帮他测出他家空调的功率吗 探究 应用 答案 2000w点评 要善于将所学的物理知识应用到日常生活实际 学以致用 在长时间使用电烙铁的过程中 当暂时不使用时 如果断开电源 电烙铁将会很快变凉 再次使用时温度不能及时达到要求 如果不断开电源 烙铁头容易 烧死 且浪费电能 因此 实验室内常用的电路如图所示 其中rl为白炽灯泡 r为电烙铁 暂时不用电烙铁时 断开开关s 再次使用时闭合开关s 这样既能起到预热作用 又能保护电烙铁和节省电能 试用你学过的电学知识说明其道理 答案 暂时不用烙铁时 断开s rl与r串联后接在电路中 整个电路电阻较大 电流很小 消耗的电功率较小 同时又使r保持预热状态 需用烙铁时 接通s 电烙铁在额定电压下工作 很快升温 易错点 将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆导致错误案例 电阻r和电动机m串联接到电路中 如图所示 已知电阻r跟电动机线圈的电阻值相等 开关接通后 电动机正常工作 设电阻r和电动机m两端的电压分别为u1和u2 经过时间t 电流通过r做功为w1 产生的热量为q1 电流通过电动机做功为w2 产生的热量为q2 则有 a u1q2d w1 w2 q1 q2 易错分析 本题易错选项及错误原因分析 b项 不清楚在非纯电阻电路中公式u ir不再成立 c项 由w uit判断出w1 w2 考虑到电动机有机械能输出 由能量守恒判断得q1 q2 实际上电动机和电阻两端的电压并不相等 欧姆定律不适用 d项 正确判断出u1 u2后 由w uit