第二章第五節(jié)_焦耳定律上課二

1、Unit2恒定電流恒定電流純電阻電路: 非純電阻電路:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R電功電功 = 電熱電熱：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R電功率電功率=熱功率熱功率：P =P熱熱 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R電功：電功：W= UIt電熱：電熱：Q=I2Rt電功率：電功率：P=UI熱功率：熱功率：P熱熱=I2R應(yīng)用應(yīng)用1、下圖所示的電路中，三電阻串聯(lián)，、下圖所示的電路中，三電阻串聯(lián)，其阻值其阻值R1=2，R=3，R=6，電路總，電路總電壓為電壓為U，各電阻消耗的功率分別為

2、，各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3，則，則 P1：P2：P3等于等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1R1R2R3A應(yīng)用應(yīng)用2、下圖所示的電路中，三電阻并聯(lián)，其、下圖所示的電路中，三電阻并聯(lián)，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，電路總電壓，電路總電壓為為U，各電阻消耗的功率分別為，各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3，則則 P1：P2：P3等于等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1DI額額=P額額/U額額 =1000/220A 4.5A 應(yīng)用應(yīng)用3：規(guī)格為：規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，求：的電爐，求： 1

3、.電爐正常工作時，通過電阻絲的電流電爐正常工作時，通過電阻絲的電流 2. 電爐的電阻電爐的電阻 2.電爐的電阻：電爐的電阻： R=U額額2/P額額 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，電爐正常工作時：知，電爐正常工作時： =應(yīng)用應(yīng)用4加在某臺電動機上的電壓是加在某臺電動機上的電壓是U，電動，電動機消耗的電功率為機消耗的電功率為P，電動機線圈的電阻為，電動機線圈的電阻為r，則，則電動機線圈上消耗的熱功率為（電動機線圈上消耗的熱功率為（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非純電阻電路中計算非純電阻電路中計算電功率電功率只能用只能用P=UI， 熱功率只能用熱功率只能

4、用P熱熱=I2RC例例1：對計算任何用電器的：對計算任何用電器的電功率電功率都適用的公式是都適用的公式是( ) RIP2RUP2UIPtWPCD例例2、對計算任何用電器的、對計算任何用電器的熱功率熱功率都適用的公式是都適用的公式是 ( ) RIP2RUP2UIPQPt計算計算熱功率熱功率的的普適公式普適公式為為: :I2RtQPAD解解:據(jù)能量守恒定律得據(jù)能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W故電動機每分鐘所做的機械功為故電動機每分鐘所做的機械功為: W=(IU- -I2R)t =(5220- -520.4) 60 J =6.5104 J例例3、一個電動機，線圈電阻是、一個電動機，線圈電

5、阻是0.4 ，當它兩端，當它兩端所加的電壓為所加的電壓為220V時，通過的電流是時，通過的電流是5A。這臺。這臺電動機每分鐘所做的機械功有多少電動機每分鐘所做的機械功有多少?1.器材：玩具電機器材：玩具電機1臺、干電池臺、干電池2節(jié)、電壓表和節(jié)、電壓表和電流表各電流表各 1 只、導線若干。只、導線若干。2.實驗目的：請設(shè)法測出電風扇的直流電阻，實驗目的：請設(shè)法測出電風扇的直流電阻，以及電動機工作時總功率以及電動機工作時總功率(電功率）和輸出的機電功率）和輸出的機械功率。械功率。實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 MVA3.實驗步驟：取一個玩具小電實驗步驟：

6、取一個玩具小電機，其內(nèi)阻機，其內(nèi)阻R=1.0，把它接，把它接在如圖所示的電路中。在如圖所示的電路中。（1）先夾住電動機軸，閉合電）先夾住電動機軸，閉合電鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻鍵，電機不轉(zhuǎn)。調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為器的阻值，使電壓表的示數(shù)為0.50 V，記下電流表的示數(shù)，算，記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。率，并加以比較。實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 （2）再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器）再松開夾子，使小電機轉(zhuǎn)動，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為的阻值，使電壓表的

7、示數(shù)為2.0 V（此電壓為小電機（此電壓為小電機的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消的額定電壓），記下電流表的示數(shù)，算出小電機消耗的電功率和熱功率，并加以比較。耗的電功率和熱功率，并加以比較。MVA運運行情行情況況物理物理量量卡卡 住住 熱功率熱功率 I2R（W）電功率電功率UI（W）電電 阻阻 R （ ）電電 流流 I （A）電電 壓壓 U （V）機械功率機械功率 UI-I2R（W） 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動30.0830.130300.240.30.192 0.3實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 0.04804.數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：純電阻電路純電阻電路 非

8、純電阻電路非純電阻電路:電能電能W電能電能W Q=I2Rt W=UIt（I=U/R）M（IU/R）電功：電功：W= UIt電熱：電熱：Q=I2Rt電功率：電功率：P=UI熱功率：熱功率：P熱熱=I2R運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)卡住卡住內(nèi)能內(nèi)能Q焦耳定律電熱電熱內(nèi)能內(nèi)能Q+其它形式的能其它形式的能 W=UIt Q=I2Rt電功電功等于等于電熱電熱電功電功大于大于電熱電熱實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系實驗：探究電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 電功指某段電路在某段電功指某段電路在某段時間內(nèi)消耗的全部電能時間內(nèi)消耗的全部電能電熱電熱指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能部分電能純電阻電路中，電能全部變成了熱，純電阻

9、電路中，電能全部變成了熱，電功電功=電熱電熱W=Q =UIt =I2Rt =U2t/R電功率電功率=熱功率熱功率 I=U/R非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電解槽：電解槽：電能電能=化學能化學能+熱能熱能 電動機：電能電動機：電能=機械能機械能+熱能熱能 UIt I2Rt 電功率電功率熱功率熱功率 IU/R 電功和電熱的比較電功和電熱的比較 例例1.要使要使“110V，40W”、“110V，100W”的的兩種燈泡接在兩種燈泡接在220V的電路中都能正常發(fā)光，選的電路中都能正常發(fā)光，選擇哪個電路；哪個最省電？擇哪個電路；哪個最省電？L1L1L1L1L1

10、L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以可以可以正常發(fā)光：達到額定電壓、額定電流正常發(fā)光：達到額定電壓、額定電流省電省電 例例2.一臺電風扇，內(nèi)阻為一臺電風扇，內(nèi)阻為20，接上，接上220V電壓后，電壓后，消耗的功率是消耗的功率是66W。求：。求：（1）電風扇正常工作時通過電動機的電流強度。）電風扇正常工作時通過電動機的電流強度。（2）電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功）電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功率，電機的效率。率，電機的效率。（3）如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，）如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電求這時

11、通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率。功率和發(fā)熱功率。 解析：解析：（1）由）由P=UI可得電流可得電流I=P/U=66W220V=0.3A；（2）線圈電阻發(fā)熱功率）線圈電阻發(fā)熱功率PQ=I2r=1.8w； 機械功率機械功率P機機=P-PQ=64.2W； 效率為機械功率與總功率之比為效率為機械功率與總功率之比為=P機機/P=97.3%（3）當葉片不轉(zhuǎn)動時，作純電阻，）當葉片不轉(zhuǎn)動時，作純電阻，I=U/r=11A； P=UI=I2r=2420w答：（答：（1）電風扇正常工作時通過電動機的電流是）電風扇正常工作時通過電動機的電流是0.3A；（2）電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是）

12、電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能的功率是64.2W，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是1.8W，電動機的效率為，電動機的效率為97.3%；（；（3）如果接上電源后，電風扇的風葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時如果接上電源后，電風扇的風葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流為通過電動機的電流為11A，電動機消耗的電功率和發(fā)熱功，電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率都是率都是2420W電熱電熱1. 1. 電功電功WW 定義：定義：在一段電路中電場力所做的功在一段電路中電場力所做的功, ,也就是通常也就是通常 說的電流所做的功說的電流所做的功, ,簡稱電功簡稱電功. . 公式：公式：W=UW=UI It t 單位：單

13、位：J J 2. 2. 電功率電功率P P 定義：定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率 公式：公式：P=W/t=UP=W/t=UI I 單位：單位：WWkWkWhkWh 1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率 3. 3. 焦耳定律焦耳定律 內(nèi)容：內(nèi)容：電流通過某導體，在時間電流通過某導體，在時間t t內(nèi)產(chǎn)生的熱量內(nèi)產(chǎn)生的熱量, , 跟電跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt公式：公式：P P熱熱=Q/

14、t=Q/t=I I2 2R R 單位：單位：W kWW kW4. 4. 熱功率：熱功率：P P熱熱 導體在單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量導體在單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量A組能力訓練題組能力訓練題11. 用電器兩端電壓用電器兩端電壓220V，這意味著，這意味著 ( )A. 1A電流通過用電器時，消耗的電能為電流通過用電器時，消耗的電能為220JB. 1C正電荷通過用電器時，產(chǎn)生正電荷通過用電器時，產(chǎn)生220J的熱量的熱量C. 1A電流通過用電器時，電流的發(fā)熱功率為電流通過用電器時，電流的發(fā)熱功率為220WD. 1C正電荷從電勢高端移到電勢低端時，電場力做正電荷從電勢高端移到電勢低端時，電場力做功功220JA組能

15、力訓練題組能力訓練題22.關(guān)于電功，下列說法中正確的有關(guān)于電功，下列說法中正確的有 ( )A.電功的實質(zhì)是電場力所做的功電功的實質(zhì)是電場力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度C.電場力做功是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量電場力做功是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度度D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等電流通過電動機時的電功率和熱功率相等A組能力訓練題組能力訓練題33. 一燈泡標有一燈泡標有“220V，100W”字樣將其接到字樣將其接到110V的電源上的電源上(不考慮燈泡電阻的變化不考慮燈泡電阻的變化)，則有，則有 ( )A.燈泡的實際功率為燈泡的實際功率為50WB.燈泡

16、的實際功率為燈泡的實際功率為25WC.通過燈泡的電流為額定電流的通過燈泡的電流為額定電流的1/2D.通過燈泡的電流為額定電流的通過燈泡的電流為額定電流的1/A組能力訓練題組能力訓練題44.下圖電路中，電燈下圖電路中，電燈L1、L2都標有都標有“220V,100W”; 電燈電燈L3、L4都標有都標有“220V，40W”將將A、B兩端兩端接入電源，最暗的燈是接入電源，最暗的燈是 ( ) AL1 BL2 CL3 DL4ABL1L2L3LA組能力訓練題組能力訓練題55.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正常發(fā)光電路里，調(diào)節(jié)滑動變

17、阻器，使兩燈都正常發(fā)光,兩電路中消耗的總功率分別為兩電路中消耗的總功率分別為P甲甲和和P乙乙，可以，可以斷定斷定 ( ) A. P甲甲P乙乙 B. P甲甲R2，由串、并聯(lián)電流電壓特點可知，由串、并聯(lián)電流電壓特點可知A、D中中L1、L2一定不會同時正常發(fā)光，雖然一定不會同時正常發(fā)光，雖然B、C能使能使L1、L2同時正常發(fā)光，但同時正常發(fā)光，但B中中P總總2(P1P2)，C中中P總總2P2，所以選，所以選C.【答案答案】C返回返回【題后反思題后反思】求解這類問題，首先要明確求解這類問題，首先要明確電路中各元件之間的連接關(guān)系，再利用串、電路中各元件之間的連接關(guān)系，再利用串、并聯(lián)電路的一些性質(zhì)和功率分

18、配關(guān)系求出并聯(lián)電路的一些性質(zhì)和功率分配關(guān)系求出各元件消耗的功率電路中消耗的總功率等各元件消耗的功率電路中消耗的總功率等于各元件消耗的功率之和于各元件消耗的功率之和返回返回變式訓練變式訓練1如圖如圖254所示，所示，R1和和R2都是都是“4 W,100 ”的電阻，的電阻，R3是是“1 W,100 ”的的電 阻 ， 則電 阻 ， 則 A B 間 允 許 消 耗 的 最 大 功 率 是間 允 許 消 耗 的 最 大 功 率 是_W.圖圖254返回返回答案答案：6返回返回 在研究微型電動機的性能時，可采用如圖在研究微型電動機的性能時，可采用如圖255所示的實驗電路當調(diào)節(jié)滑動變阻器所示的實驗電路當調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為分別為0.5 A和和1.0 V；重新調(diào)節(jié)；重新調(diào)節(jié)R，使電動機恢，使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為復正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和和15.0 V求這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸