新課標(biāo)人教版選修3-1第二章恒定電流25焦耳定律教學(xué)課件共47張(共44張)

Unit2恒定電流

燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來(lái)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(zāi)。這又是為什么？

導(dǎo)體中有電流通過(guò)的時(shí)候，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。物理來(lái)自生活a、電流流過(guò)電爐b、電流流過(guò)電解槽c、電流流過(guò)電風(fēng)扇→電能轉(zhuǎn)化為熱能?！娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能

→電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電流做功分析下列現(xiàn)象，其能量是如何轉(zhuǎn)化的?一\1、純電阻電路2、非純電阻電路W=qUq=ItW=UIt恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力作正功，電勢(shì)能減小，其它形式的能增加。電流做功的實(shí)質(zhì)是什么？適用于任何用電器。提高認(rèn)識(shí)：（1）電流做功的本質(zhì)是靜電力做功；（2）根據(jù)靜電場(chǎng)的電勢(shì)差的定義式推出電流做功的表達(dá)式。2、度量方式：電勢(shì)能減小量在數(shù)值上等于電功。5、單位：J

kWh1、物理意義：量度電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的多少。二、電功3、計(jì)算公式：4、標(biāo)量任意電路純電阻電路三、電功率2、度量方式：1、物理意義：反映電流（靜電力）做功的快慢程度。4、單位：W

kW3、標(biāo)量：標(biāo)量任意電路純電阻電路四、焦耳定律2、理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)：1、研究?jī)?nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)系。（1）焦耳最早通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明。（2）理論推導(dǎo)。任意電路純電阻電路3、內(nèi)容：電流通過(guò)某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。表達(dá)式4、適用條件：任何用電器。五、電功和電熱的比較例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(gè)電路；哪個(gè)最省電？L1L1L1L1L1L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以正常發(fā)光：達(dá)到額定電壓、額定電流省電

例2.一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗的功率是66W。求：

（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度。

（2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能的功率，電機(jī)的效率。

（3）如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，以及電動(dòng)機(jī)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(jī)械功率及它們之間的守恒關(guān)系是關(guān)鍵電熱1.電功W

定義：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功,也就是通常說(shuō)的電流所做的功,簡(jiǎn)稱電功.

公式：W=UIt

單位：J

2.電功率P

定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率公式：P==W/t=UI

單位：WkWkWh1kWh=3.6×106J小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率

3.焦耳定律內(nèi)容：電流通過(guò)某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。公式：Q=I2Rt

公式：P熱=Q/t=I2R

單位：WkW4.熱功率：P熱

導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量A組能力訓(xùn)練題11.用電器兩端電壓220V，這意味著( )A.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，消耗的電能為220JB.1C正電荷通過(guò)用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量C.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220WD.1C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí)，電場(chǎng)力做功220JDA組能力訓(xùn)練題22.關(guān)于電功，下列說(shuō)法中正確的有(

)A.電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度C.電場(chǎng)力做功是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度D.電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等ACA組能力訓(xùn)練題33.一燈泡標(biāo)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(shí)際功率為50WB.燈泡的實(shí)際功率為25WC.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的1/2D.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的1/4BCA組能力訓(xùn)練題44.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V,100W”;電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是(

)A．L1B．L2

C．L3D．L4ABL1L2L3L4CA組能力訓(xùn)練題55.把兩個(gè)相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個(gè)電路里，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(wú)法確定8V16V甲乙CA組能力訓(xùn)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(xùn)練題77.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表示數(shù)100V，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率及輸出的機(jī)械功率。URMV電阻R兩端的電壓為UR=U-UM=50V，

通過(guò)R的電流是I=UR/R=5A電動(dòng)機(jī)消耗的功率為P=IUM=5×100=500W

P熱=I2r=25W

P機(jī)=P-P熱=500-25=475W解：A組能力訓(xùn)練題87.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；（2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動(dòng)機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器）（1）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)為純電阻電路，r=U1/I1=0.5Ω電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，P電=I2U2=1×2=2W電動(dòng)機(jī)的熱功率為P熱=I22r=12×0.5=0.5W電動(dòng)機(jī)所做機(jī)械功的功率P機(jī)=P機(jī)-P熱=1.5W（2）轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=U22/r=22/0.5=8W解：B組能力訓(xùn)練題11.A、B、C三個(gè)燈泡如圖所示的方式連接時(shí),各自消耗的實(shí)際功率相同，則RA:RB:RC為(

)A.1:1:1 B.1:2:2C.2:1:1 D.1:4:4ACBB、C兩個(gè)燈泡并聯(lián)，UB=UC，

解：B、C兩個(gè)燈消耗的實(shí)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(xùn)練題22.圖中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通電后（）A.經(jīng)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(gè)電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:1:2D.三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:2:1

R1R2R3ADB組能力訓(xùn)練題33.兩個(gè)電阻，R1=8Ω，R2=2Ω,并聯(lián)在電路中。欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等，可行的辦法是（）A．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)C．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)AB組能力訓(xùn)練題44.電阻R1=8Ω，R2=2Ω。如圖甲電路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑動(dòng)變阻器阻值為_______，如圖乙電路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑動(dòng)變阻器阻值為_______。R1R2R乙R1RR2甲8Ω2ΩB組能力訓(xùn)練題5（2007年海南卷5）5.一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率（）A.等于36W

B.小于36W，大于9

WC.等于9W

D.小于36W解：設(shè)燈泡接U=36V電壓和U′=18V電壓時(shí)的電阻分別為R、R′,電壓減小，燈絲溫度降低,電阻減小，R>R′。BB組能力訓(xùn)練題66、某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如上圖所示，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓U=110V，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中電流強(qiáng)度I=5A，求電動(dòng)機(jī)線圈電阻R（g=10m/s2）。vU=110VP電=P熱+P機(jī)其中機(jī)械功率：P機(jī)=mgv=50×10×0.9=450瓦

電功率：P電=UI=110×5=550瓦∴P熱=P電-P機(jī)=550-450=100瓦∵P熱=I2R=100瓦電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為4Ω。解：∴R=4ΩB組能力訓(xùn)練題77.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān),手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開。紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500Ω，計(jì)算加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計(jì)。（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過(guò)程（包括加熱和保溫的過(guò)程）。（2）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比。S1S2R3R1R2黃燈紅燈電源220V由于電飯煲散熱，待溫度下降至60℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時(shí)，又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)。解：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1關(guān)閉，這時(shí)黃燈被短路紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合，待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時(shí)，開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。（3）加熱時(shí)電飯煲消耗的電功率保溫時(shí)電飯煲消耗的電功率為從而有如果不閉合開關(guān)S1，開始S2總是閉合的，R1被短路，功率為P1，當(dāng)溫度上升到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，功率降為P2，溫度降低到60℃，S2自動(dòng)閉合。溫度只能在60℃—80℃之間變化,不能把水燒開，不能煮熟飯。（2）如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲不能將飯煮熟課堂互動(dòng)講練純電阻電路的分析與計(jì)算例1定兩只標(biāo)有“110V40W”的燈泡L1和標(biāo)有“110V100W”的燈泡L2及一只最大阻值為500Ω的滑動(dòng)變阻器R，將它們接在220V的電路中，在圖2－5－3所示的幾種接法中，最合理的是(

)圖2－5－3【思路點(diǎn)撥】該題所謂的最合理就是既能使兩個(gè)燈泡正常發(fā)光，又能使滑動(dòng)變阻器消耗的功率最小，此時(shí)電路中的電流應(yīng)該最?。揪v精析】由L1(110V,40W)，L2(110V,100W)，可知R1>R2，由串、并聯(lián)電流電壓特點(diǎn)可知A、D中L1、L2一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光，雖然B、C能使L1、L2同時(shí)正常發(fā)光，但B中P總＝2(P1＋P2)，C中P總＝2P2，所以選C.【答案】C【題后反思】求解這類問(wèn)題，首先要明確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)和功率分配關(guān)系．求出各元件消耗的功率．電路中消耗的總功率等于各元件消耗的功率之和．變式訓(xùn)練1如圖2－5－4所示，R1和R2都是“4W,100Ω”的電阻，R3是“1W,100Ω”的電阻，則AB間允許消耗的最大功率是______W.圖2－5－4答案：6在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖2－5－5所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V．求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的線圈電阻．非純電阻電路的分析和計(jì)算例2圖2－5－5【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)電動(dòng)