教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版

第二章第6节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二知识点三随堂基础巩固课时跟踪训练考向一考向三考向二第二章第6节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版3．焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式可用于任何电路。4．电源工作时，把其他形式的能转化为电能的功率为IE，等于对外输出功率IU和电源内部的热功率I2r之和。3．焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版［自学教材］1．电功

(1)定义：电场力

所做的功。

(2)大小：等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的

。

(3)公式：W＝

。

(4)国际单位：焦耳，符号J。

(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。移动电荷乘积UIt［自学教材］1．电功移动电荷乘积UIt比值乘积快慢比值乘积快慢[重点诠释][重点诠释]2．额定功率和实际功率

(1)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。

(2)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。2．额定功率和实际功率教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版答案：

BC答案：BC[自学教材]正比正比I2Rt[自学教材]正比正比I2Rt比值I2R比值I2R4．焦耳热的应用与危害

(1)应用：利用电流的热效应来加热、烘干物体，如电烙铁、电烤箱、电暖气、电炉、电饭锅、电熨斗等。

(2)危害：①减少用电器的使用寿命。②烧坏用电器甚至引起火灾。4．焦耳热的应用与危害[重点诠释]1．纯电阻电路与非纯电阻电路对比

两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器[重点诠释]1．纯电阻电路与非纯电阻电路对比

两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路欧姆定律服从欧姆定律I＝不服从欧姆定律U＞IR或I＜能量转化电流做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等两种电路纯电阻电路非纯电阻电路欧姆定律服教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版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．计算洗衣机的功率解析：公式P＝U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误。答案：C2．电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的解析：[自学教材]1．电源内部的能量转化在电源内部，通过各种作用将其他形式的能转化为

。

2．电路中的能量转化(1)纯电阻电路中：P电＝

。(2)在非纯电阻电路中：P电＝

＋

。电能P热P热P其他[自学教材]1．电源内部的能量转化电能P热3．闭合电路的功率分析

(1)公式表达：由闭合电路欧姆定律可得IE＝

＋

。

(2)物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE，等于电源输出功率

与电源内电路的热功率

之和。IUI2rIUI2r3．闭合电路的功率分析IUI2rIUI2[重点诠释][重点诠释]图2－6－1图2－6－1教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版3．在如图2－6－2所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断正确的是(

)A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为4WD．电源的效率为80%图2－6－23．在如图2－6－2所示的U－I图像中，图2－6－2答案：ABC答案：ABC教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版[例1]

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2－6－3[例1]额定电压都是110V，额定功率[审题指导]

解答本题应注意以下两点：(1)两灯的电阻大小关系；(2)题目要求两灯均正常发光且电路消耗功率最小。[审题指导]解答本题应注意以下两点：教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版对于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。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对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电压均与其电阻成正比。

(2)在并联电路中，用电器消耗的功率及流过电阻的电流均与其电阻成反比。(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电1．有四盏电灯，如图2－6－4所示连接在电路中，L1、L2都标有“220V，110W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后最暗的是 (

)A．L1 B．L2C．L3 D．L4图2－6－4答案：C1．有四盏电灯，如图2－6－4所示连接图2－6－4答案：C[例2]规格为“220V

36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：

(1)接上220V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；

(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。[例2]规格为“220V36W”的[审题指导]

解答本题时应注意以下三点：(1)欧姆定律的适用条件。(2)机械功率、输入功率与热功率的关系。(3)无论电机转动不转动，发热功率均为P＝I2R。[审题指导]解答本题时应注意以下三点：教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版[答案]

(1)35W

1W

(2)1210W

1210W[答案](1)35W1W(2)1210W1电动机电路的功率关系

(1)电动机的等效处理：电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和内能。在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r和无电阻的转动线圈串联而成，如图2－6－5所示。电流通过r时把电能转化为热能，而线圈把电能转化为机械能。

(2)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算公式：P总＝UI。图2－6－5电动机电路的功率关系图2－6－5图2－6－6图2－6－62．如图2－6－7所示的电路中，电源电压为60V，内阻不计，电阻R＝2Ω，电动机的内阻R0＝1.6Ω，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。图2－6－72．如图2－6－7所示的电路中，电源电图2－6－7答案：210W答案：210W[例3]电路图如图2－6－8甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝3Ω。图2－6－8[例3]电路图如图2－6－8甲所示，图乙中(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？

(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？

[审题指导]

解答本题时应把握以下三点：

(1)由U－I图像求电源的电动势和内阻。

(2)电路中的电流最大时，R0消耗的功率最大。

(2)根据电源有最大输出功率的条件，求电源的最大输出功率。(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最[答案]

(1)0

10.9W

(2)4.5Ω

13.3W[答案](1)010.9W(2)4.5Ω13.3(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流一定最大。

(2)求可变电阻消耗的最大功率时，可将固定电阻等效到电源内部处理。

(3)不要死记电路中内、外电阻相等时电源有最大输出功率的条件，由于题目条件的限制，不一定存在这个状态，由电源的输出功率随R的变化图线可知，外电路阻值越接近内电阻时，电源的输出功率越大。(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流一定(1)例3中当R为何值时，R消耗的功率最大，最大功率多少？(2)如果滑动变阻器的最大阻值为3Ω，当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值多少？(1)例3中当R为何值时，R消耗的功率最答案：(1)10.5Ω

9.5W

(2)3Ω

13.2W答案：(1)10.5Ω9.5W(2)3Ω13.2第二章第6节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二知识点三随堂基础巩固课时跟踪训练考向一考向三考向二第二章第6节理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版3．焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式可用于任何电路。4．电源工作时，把其他形式的能转化为电能的功率为IE，等于对外输出功率IU和电源内部的热功率I2r之和。3．焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版［自学教材］1．电功

(1)定义：电场力

所做的功。

(2)大小：等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的

。

(3)公式：W＝

。

(4)国际单位：焦耳，符号J。

(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。移动电荷乘积UIt［自学教材］1．电功移动电荷乘积UIt比值乘积快慢比值乘积快慢[重点诠释][重点诠释]2．额定功率和实际功率

(1)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。

(2)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。2．额定功率和实际功率教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版答案：

BC答案：BC[自学教材]正比正比I2Rt[自学教材]正比正比I2Rt比值I2R比值I2R4．焦耳热的应用与危害

(1)应用：利用电流的热效应来加热、烘干物体，如电烙铁、电烤箱、电暖气、电炉、电饭锅、电熨斗等。

(2)危害：①减少用电器的使用寿命。②烧坏用电器甚至引起火灾。4．焦耳热的应用与危害[重点诠释]1．纯电阻电路与非纯电阻电路对比

两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器[重点诠释]1．纯电阻电路与非纯电阻电路对比

两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路欧姆定律服从欧姆定律I＝不服从欧姆定律U＞IR或I＜能量转化电流做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等两种电路纯电阻电路非纯电阻电路欧姆定律服教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版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．计算洗衣机的功率解析：公式P＝U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误。答案：C2．电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的解析：[自学教材]1．电源内部的能量转化在电源内部，通过各种作用将其他形式的能转化为

。

2．电路中的能量转化(1)纯电阻电路中：P电＝

。(2)在非纯电阻电路中：P电＝

＋

。电能P热P热P其他[自学教材]1．电源内部的能量转化电能P热3．闭合电路的功率分析

(1)公式表达：由闭合电路欧姆定律可得IE＝

＋

。

(2)物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE，等于电源输出功率

与电源内电路的热功率

之和。IUI2rIUI2r3．闭合电路的功率分析IUI2rIUI2[重点诠释][重点诠释]图2－6－1图2－6－1教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版3．在如图2－6－2所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断正确的是(

)A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为4WD．电源的效率为80%图2－6－23．在如图2－6－2所示的U－I图像中，图2－6－2答案：ABC答案：ABC教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版[例1]

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2－6－3[例1]额定电压都是110V，额定功率[审题指导]

解答本题应注意以下两点：(1)两灯的电阻大小关系；(2)题目要求两灯均正常发光且电路消耗功率最小。[审题指导]解答本题应注意以下两点：教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版对于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。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对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电压均与其电阻成正比。

(2)在并联电路中，用电器消耗的功率及流过电阻的电流均与其电阻成反比。(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电1．有四盏电灯，如图2－6－4所示连接在电路中，L1、L2都标有“220V，110W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后最暗的是 (

)A．L1 B．L2C．L3 D．L4图2－6－4答案：C1．有四盏电灯，如图2－6－4所示连接图2－6－4答案：C[例2]规格为“220V

36W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：

(1)接上220V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；

(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。[例2]规格为“220V36W”的[审题指导]

解答本题时应注意以下三点：(1)欧姆定律的适用条件。(2)机械功率、输入功率与热功率的关系。(3)无论电机转动不转动，发热功率均为P＝I2R。[审题指导]解答本题时应注意以下三点：教科版高中物理选修3-1：《焦耳定律-电路中的能量转化》课件-新版[答案]

(1)35W

1W

(2)1210W

1210W[答案](1)35W1W(2)1210W1电动机电路的功率关系

(1)电动机的等效处理：电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和内能。在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r和无电阻的转动线圈串联而成，如图2－6－5所示。电流通过r时把电能转化为热能，而线圈把电能转化为机械能。

(2)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算公式：P总＝UI。图2－6－5电动机电路的功率关系图2－6－5图2－6－6图2－6－62．如图2－6－7所示的电路中，电源电压为