高中物理 第2章 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修31.ppt

第二章恒定电流 同步导学方案 课后强化演练 第5节焦耳定律 电功和电功率1 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 电路中的电流i和通电时间t三者的乘积 2 公式 w iut 3 国际单位 焦 符号 j 4 实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功 5 意义 电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程 电流做了多少功 表明就有多少电能转化为其他形式的能 即电功是电能转化为其他形式的能的量度 w uit适用于任何电路 2 电功率 1 定义 单位时间内电流所做的功 2 公式 p iu 3 单位 瓦 符号 w 4 意义 表示电流做功的快慢 5 额定功率和实际功率 用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率 当用电器两端电压达到额定电压u额时 电流达到额定电流i额 电功率也达到额定功率p额 且p额 u额i额 用电器的实际功率是用电器在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 串 并联电路中的功率关系 负载 负荷 与 电阻 的区别 负载 或 负荷 是对用电器功率特征的一种习惯称谓 通常说 负载 或 负荷 大 是指用电器的功率大 并不是用电器的 电阻 大 在一般情况下 负载 大的用电器电阻反而小 如 220v60w 与 220v100w 的两个灯泡 后者功率较大 电阻却较小 焦耳定律1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻及通电时间成正比 2 公式 q i2rt 3 单位 焦耳 符号是j 4 焦耳定律的微观解释 在电场力的作用下 金属中做定向移动的自由电子频繁地与金属正离子发生碰撞 不断地把定向移动的动能传递给正离子 使离子热运动加剧 从而把电能转化为内能 温度升高 5 实质 电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能 电热是电能转化为内能的量度 只要电路中有电阻元件 电流通过电路时必产生电热 焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式 3 纯电阻电路与非纯电阻电路 1 两种电路的比较 2 电功与电热 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路 计算电功时都用w uit 功率都用p ui 热量都用q i2rt 热功率都用p i2r 若用变形式时 就要考虑是否是纯电阻电路 电功 电热的理解关于电功和电热 下面说法正确的是 a 任何电路中的电功w uit 电热q i2rt 且w qb 任何电路中的电功w uit 电热q i2rt 且w有时不等于q c 电功w uit在任何电路中都适用 q i2rt只在纯电阻电路中适用d 电功w uit 电热q i2rt 只适用于纯电阻电路 分析 w uit和q i2rt两公式的适用条件是判断问题的依据 解析 w uit适用于求一切电路中的电功 q i2rt适用于求一切电路中的电热 在纯电阻电路中 w q 在非纯电阻电路中 w q b选项正确 答案 b 方法总结 处理电路中的能量转化问题时 一要明确电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路 二要清楚题目求解的是电功还是电热 再选用相应的公式求解 纯电阻电路中电功 电功率的分析与计算某投影机有10个相同的强光灯l1 l10 24v200w 和10个相同的指示灯x1 x10 220v2w 将其连接在220v交流电源上 电路如图 若工作一段时间后 l2灯丝烧断 则 a x1的功率减小 l1的功率增大b x1的功率增大 l1的功率增大c x2功率增大 其他指示灯的功率减小d x2功率减小 其他指示灯的功率增大 解析 由电路图知l1和x1并联 l2和x2并联 然后它们再串联接在220v交流电源上 l2灯丝烧断 则总电阻变大 电路中电流i减小 答案 c 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 对于d电路 若变阻器的有效电阻等于a b的并联电阻 则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 非纯电阻电路中电功率和电热的计算 2013 徐州高二检测 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定 为1 当加在它两端的电压为2 0v时 电流为0 8a 且能正常工作 求 1 它的额定输入功率多大 2 工作时由导线发热损失的功率多大 3 它的最大输出功率多大 解析 1 电动机的额定输入功率为 p额 ui 2 0 0 8w 1 6w 2 电动机的发热功率为 p热 i2r 0 8 2 1w 0 64w 3 根据能量的转化与守恒 电动机的最大输出功率为 p出 p额 p热 0 96w 答案 1 1 6w 2 0 64w 3 0 96w 方法总结 含电动机电路的分析与计算并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路 要注意区分电动机正常工作和被卡住两种情况 1 当电动机正常工作时 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做的功w uit 电动机产生的内能必须用q i2rt来求 另外 还要注意能量守恒定律的应用即w q e e为其他形式的能 或p入 p机 p热 其中 p入 ui p热 i2r p机为机械功率 2 当电动机被卡住时 电动机消耗的电能全部转化为电动机产生的内能 w q 即uit i2rt 在研究微型电动机的性能时 可采用如图所示的实验电路 当调节滑动变阻器r 使电动机停止转动时 电流表和电压表的示数分别为0 5a和1 0v 重新调节r 使电动机恢复正常运转时 电流表和电压表的示数分别为2 0a和15 0v 求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻 答案 22 0w2 1 下列关于电功的说法中 错误的是 a 导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功b 电流做功的过程 就是电能转化为其他形式能的过程c 电流做功消耗的能量 由电源供给d 电功就是电能 解析 根据电场力做功的定义及特点 可以判断a b c均正确 电功是电能转化为其他形式能量的量度 功和能量是不同的概念 d错 答案 d 2 2013 哈尔滨高二检测 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 则在时间t内产生的热量为 a 4qb 2qc q 2d q 4答案 c 答案 bd 4 2013 焦作高二检测 如图所示电路中 r1 r2都是4w 100 的电阻 r3是1w 100 的电阻 则a b间允许消耗的最