2018-2019学年高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版.pptx

1、5焦耳定律,第二章恒定电流,学科素养与目标要求 物理观念： 1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念. 2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别. 科学思维：弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系，并能进行有关的计算.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习 预习新知 夯实基础,自主预习,一、电功和电功率 1.电功 (1)电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程. (2)电功的计算公式：W . 单位： ，符号为 . 常用的单位：千瓦时(kWh)，也称“度”，1 kWh J.,静电,电,IUt,焦耳,

2、J,3.6106,2.电功率 (1)定义：单位 内电流所做的功. (2)公式：P . (3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢.,时间,UI,二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比. (2)表达式：Q . 2.热功率 (1)定义： 内的发热量称为热功率. (2)表达式：P . (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量.,电流的二次方,电阻,通电时间,I2Rt,单位时间,I2R,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)电功率越大，表示电流做功越多.() (2)电功WUIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.() (3)

3、电热QI2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热. () (4)任何情况下电功都等于电热.() (5)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热.(),答案,2.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 ，则在时间t内产生的热量为 .,答案,解析,重点探究,导学探究 电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？ 答案电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能.电熨斗工作时，将电能转化为内能.,一、电功和电热的理解,答案,知识深化 1.纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全

4、部转化为导体的内能. (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能. 2.WUIt是电功的计算式，PUI是电功率的计算式，适用于任何电路. QI2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量，P热I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率.,3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较,例1(多选)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.WUIt适用于任何电路，而WI2Rt 只适用于纯电阻电

5、路 C.在非纯电阻电路中，UII2R D.焦耳热QI2Rt适用于任何电路,解析,答案,在非纯电阻电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C对. QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.,1.只有在纯电阻电路中才有WQ，P电P热，而在非纯电阻电路中WQ，P电P热. 2.在纯电阻电路中，由UItI2Rt得I ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中，由UItI2Rt知UIR，即欧姆定律不成立.,例2额定电压都是110 V，额定功率PA100 W、PB40 W的两盏灯泡，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是,答案,解析,二、纯电阻电

6、路中的功率分配及计算,解析判断灯泡能否正常发光，就要判断灯泡两端的电压是否是额定电压，或流过灯泡的电流是否是额定电流，对灯泡有PUI ，可知RARB.,对于A电路，由于RARB，所以UBUA，且有UB110 V，B灯可能被烧毁，UA110 V，A灯不能正常发光. 对于B电路，由于RBRA，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于RB，所以UBU并，B灯可能被烧毁，A灯不能正常发光. 对于C电路，B灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，两灯可以正常发光.,对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光. 比较C、D两个电路

7、，由于C电路中滑动变阻器功率为(IAIB)110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(IAIB)110 V，所以C电路消耗电功率最小.,1.串联、并联电路的功率分配(纯电阻电路),例3小型直流电动机(其线圈内阻为r1 )与规格为“4 V4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R5 的电阻串联，然后接至U12 V的电源上，如图1所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流；,答案,解析,三、非纯电阻电路功率的分析与计算,图1,流经电动机的电流IIRIL0.6 A.,答案0.6 A,(2)电动机的输出功率P出；,答案2.04 W 解析电动机消耗的总功率PULI40.6 W2.4 W

8、电动机的热功率 P热I2r(0.6)21 W0.36 W 电动机的输出功率P出PP热2.4 W0.36 W2.04 W,答案,解析,(3)电动机的效率.,答案85%,答案,解析,答案,解析,针对训练1规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求： (1)接220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率； 答案35 W1 W,发热的功率为P热I2R(0.16)240 W1 W. 转化为机械能的功率为 P机PP热(361) W35 W.,答案,解析,(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，假设线圈未被烧断，求电动机消耗的功率和发热的功率. 答案1 210 W1 2

9、10 W,电动机消耗的功率即电功率等于发热功率： P电P热UI2205.5 W1 210 W.,1.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热I2r. (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出IUI2r.,2.串、并联电路的总功率 (1)串联电路：P总U总I(U1U2U3)IP1P2P3 (2)并联电路：P总UI总U(I1I2I3)P1P2P3 即无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和.,针对训练2如图2所示，有一内电阻为

10、4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则,解析,答案,图2,A.电解槽消耗的电功率为120 W B.电解槽的发热功率为60 W C.电解槽消耗的电功率为60 W D.电路消耗的总功率为60 W,电解槽的发热功率P热I2R内1.3 W，B错；,达标检测,1.(对电功率的理解)如图3所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等.停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功

11、率可以用的公式是,图3,解析家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用PUI来计算，C正确.,答案,1,2,3,4,解析,2.(对焦耳定律的理解)(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流且正常工作，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,答案,1,2,3,4,3.(纯电阻电路中功率的分配及计算)把6个相同的电灯接成如图4甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大

12、小满足,1,2,3,4,答案,解析,图4,A.R29R1 B.R26R1 C.R23R1 D.R1R2,1,2,3,4,解析设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使PR1PR2，即(3I)2R1I2R2，故R29R1，所以选项A正确.,4.(非纯电阻电路中功率的分析与计算)一台小型电动机在380 V电压下正常工作时，能将30 kg的货物在30 s内匀速提升30 m，通过它的电流是1 A.除电动机线圈生热，其他能量损失不计，求在此过程中：(g取10 N/kg) (1)拉力对货物做功的功率； 答案300 W,1,2,3,4,解析