選修31第二章第5節(jié)焦耳定律課件

1、選修31第二章第5節(jié)焦耳定律選修31第二章第5節(jié)焦耳定律 燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來這是為什么? 假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災。這又是為什么？ 導體中有電流通過的時候，導體要發(fā)熱，這種現象叫做電流的熱效應。物理來自生活 燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電a、電流流過電爐b、電流流過電解槽c、電流流過電風扇電能轉化為熱能。電能轉化為化學能和熱能 電能轉化為機械能和熱能 電能轉化為其它形式的能 電流做功一、分析下列現象，其能量是如何轉化的?a、電流流

2、過電爐電能轉化為熱能。電能轉化為化學能和熱能 W=qUq=ItW=UIt 恒定電場對自由電荷的靜電力作正功，電勢能減小，其它形式的能增加。二、電流做功的實質是什么？適用于任何用電器。提高認識：（1）電流做功的本質是靜電力做功； （2）根據靜電場的電勢差的定義式推出電流做功的表達式。W=UItW=qUq=ItW=UIt 恒定電場對自由電荷2、度量方式：電勢能減小量在數值上等于電功。5、單位換算： J 1kWh=3.6106J(1度電)1、引入目的：量度電能轉化為其它形式的能的多少。三、怎樣學好電功這個物理量？3、決定因素：電功與通過用電器的電量（通過用電器的電流和通電時間）和用電器兩端的電壓成正

3、比。4、矢量標量：標量6、測量方法：電能表、伏安法等。任意電路2、度量方式：電勢能減小量在數值上等于電功。5、單位換算： 四、怎樣學好電功率這個物理量？2、度量方式：1、引入目的：反映電流（靜電力）做功的快慢程度。3、決定因素：電功率與通過用電器的電流和用電器兩端的電壓成正比。5、單位換算： W 1kW=103W4、矢量標量：標量6、測量方法：電壓表和電流表任意電路四、怎樣學好電功率這個物理量？2、度量方式：1、引入目的：反五、怎樣學好焦耳定律？2、理論和實驗依據：1、研究內容：電流通過導體產生的熱量跟哪些因素有關系。（1）焦耳最早通過實驗證明。（2）理論推導。任意電路純電阻電路3、三種表述：

4、（1）文字表述。電流通過某導體，在時間t內產生的熱量, 跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。（2）公式表述。4、適用條件：任何用電器。五、怎樣學好焦耳定律？2、理論和實驗依據：1、研究內容：電流純電阻電路 非純電阻電路:電能W電能W Q=I2Rt W=UIt（I=U/R）M（IU/R）電功：W= UIt電熱：Q=I2Rt電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R運轉卡住內能Q焦耳定律電熱內能Q+其它形式的能 W=UIt Q=I2Rt電功等于電熱電功大于電熱=六、電功率與熱功率的區(qū)別和聯系 純電阻電路 非純電電功指某段電路在某段時間內消耗的全部電能電熱指轉化為內能的那部分電能純電阻電路中，電能全

5、部變成了熱，電功=電熱W=Q =UIt =I2Rt =U2t/R電功率=熱功率 I=U/R非純電阻電路中，電能只有部分轉化為內能電解槽：電能=化學能+熱能 電動機：電能=機械能+熱能 UIt I2Rt 電功率熱功率 IU/R 七、電功和電熱的比較 電功指某段電路在某段時間內消耗的全部電能電熱指轉化為內能的純例1.要使“110V，40W”、“110V，100W”的兩種燈泡接在220V的電路中都能正常發(fā)光，選擇哪個電路；哪個最省電？L1L1L1L1L1L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以正常發(fā)光：達到額定電壓、額定電流省電例1.要使“110V，40W”、“110V，100W

6、”的兩種 例2.一臺電風扇，內阻為20，接上220V電壓后，消耗的功率是66W。求：（1）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化為機械能和內能的功率，電機的效率。（3）如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉動，求這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率。分清輸入電功率、消耗熱功率、輸出機械功率及它們之間的守恒關系是關鍵 例2.一臺電風扇，內阻為20，接上220V電壓后，消耗的電熱1. 電功W 定義：在一段電路中電場力所做的功,也就是通常 說的電流所做的功,簡稱電功. 公式：W=UIt 單位：J 2. 電功率P 定義：單位時間內電流所做的功叫做電功率 公式：P

7、=W/t=UI 單位：WkWkWh1kWh=3.6106J小結：電功和電功率、電熱和熱功率 3. 焦耳定律 內容：電流通過某導體，在時間t內產生的熱量, 跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。 公式：Q=I2Rt 公式：P熱=Q/t=I2R 單位：W kW4. 熱功率：P熱 導體在單位時間內發(fā)出的熱量電熱1. 電功W 2. 電功率PkWkWh1kWh=A組能力訓練題11. 用電器兩端電壓220V，這意味著 ( )A. 1A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，產生220J的熱量C. 1A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

8、勢低端時，電場力做功220JDA組能力訓練題11. 用電器兩端電壓220V，這意味著 A組能力訓練題22.關于電功，下列說法中正確的有 ( )A.電功的實質是電場力所做的功B.電功是電能轉化為內能的量度C.電場力做功是電能轉化成其他形式能量的量度D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等ACA組能力訓練題22.關于電功，下列說法中正確的有 ( A組能力訓練題33. 一燈泡標有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有 ( )A.燈泡的實際功率為50WB.燈泡的實際功率為25WC.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1/4B CA組能

9、力訓練題33. 一燈泡標有“220V，100W”字樣將A組能力訓練題44.下圖電路中，電燈L1、L2都標有“220V,100W”; 電燈L3、L4都標有“220V，40W”將A、B兩端接入電源，最暗的燈是 ( ) AL1 BL2 CL3 DL4ABL1L2L3L4CA組能力訓練題44.下圖電路中，電燈L1、L2都標有“220A組能力訓練題55.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正常發(fā)光,兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，可以斷定 ( ) A. P甲P乙 B. P甲P乙 C. P甲=P乙 D.無法確定8V16V甲乙CA組能力訓練題55.把兩個相同的電燈分別

10、接在圖中甲、乙兩個電A組能力訓練題66. 輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為 ( ) P B. C. D. BA組能力訓練題66. 輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送A組能力訓練題77.一臺直流電動機線圈電阻r =1，與一阻值R=10的電阻串聯，當所加電壓U=150V，電動機正常工作時電壓表示數100V，求電動機消耗的功率及輸出的機械功率。 URMV電阻R兩端的電壓為 UR=U-UM= 50V， 通過R的電流是 I=UR/R=5A電動機消耗的功率為 P=IUM=5100=500W P熱=I2r =25W P機=P-P熱=500-25=475W解：A組能力訓

11、練題77.一臺直流電動機線圈電阻r =1，與一阻A組能力訓練題87.有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機正常工作時的輸出功率 ； （2）如在正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機在電路中轉子不轉動時為純電阻用電器）A組能力訓練題87.有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的（1）電動機不轉時為純電阻電路， r=U1/I1=0.5電動機正常工作時， P電=I2U2=12=2W電動機的熱功率為 P熱=I22r=120.5=0.5W電動機所

12、做機械功的功率 P機= P機-P熱=1.5W（2）轉子突然被卡住，電動機的發(fā)熱功率為 P熱=U22/r=22/0.5=8W解：（1）電動機不轉時為純電阻電路， r=U1/I1=0.5電B組能力訓練題11. A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連接時, 各自消耗的實際功率相同，則RA:RB:RC為 ( )A.1:1:1 B.1:2:2 C.2:1:1 D.1:4:4ACBB、C兩個燈泡并聯，UB=UC， 解：B、C兩個燈消耗的實際功率相同，則由 P=U2/R，RB=RC，IA=2IB=2IC， 則由P=I2R， RA:RB:RC =1:4:4DB組能力訓練題11. A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連

13、接時B組能力訓練題22.圖中R1=4,R2=9,R3=18。通電后（ ）A.經R1和R3的電流之比I1:I3=3:1B.R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1:U3=4:9C.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:1:2 D.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:2:1 R1R2R3ADB組能力訓練題22.圖中R1=4,R2=9,R3=18B組能力訓練題33. 兩個電阻，R1=8，R2=2, 并聯在電路中。欲使這兩個電阻消耗的電功率相等，可行的辦法是（ ）A用一個阻值為2的電阻與R2串聯B用一個阻值為6的電阻與R2串聯C用一個阻值為6的電阻與R1串聯D用一個阻值為2的電阻與R1串聯AB組能力訓練題33. 兩個電阻，R1=8，R2=2, 并思考：我們知道白熾燈是純電阻器件，但是我們日常生活中的的確確看到白熾燈發(fā)出光。這不是矛盾嗎？ 其工作原理是：電流通過燈絲（鎢絲，熔點達3000以上）時產生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達2000以上，燈絲在處于白熾狀態(tài)時，就發(fā)出光芒。 從能量的轉換角度看，電燈發(fā)光時，大量的電能將轉化為熱能，只有極少一部分可以轉化為有