高中物理物理-选修3-1(人教版)--《焦耳定律》参考课件1--优化方案ppt.ppt

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1、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第二章第二章 恒定电流恒定电流在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。是

2、电流做功的过程。一、电功一、电功 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。多少电能转化为其他形式的能。电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电荷的电场力做功。电场力电场力对电荷做功，电荷对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。的电势能减少，其他形式的能增加。1、定义：电场力、定义：电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.电功是电能转化为其他形式能的量度电功是电能转化为其他形式能的量度.在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪

3、费这一点点算不了什么电场力做功：电场力做功：W=qU 一、电功一、电功一段电路两端的电压为一段电路两端的电压为U,通过的电流为通过的电流为I,则在时间则在时间t内通过这段电路任一横截的内通过这段电路任一横截的电荷量：电荷量：q=I tW=IUt2、公式、公式:在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电流在一段电路中所做的功电流在一段电路中所做的功W等于这等于这段电路中的电流段电路中的电流 I、电路两端的电压电路两端的电压U、通电时间通电时间 t 三者的乘积三者的乘积3、单位：焦单位：焦(J)千瓦时千瓦时(kWh).1kWh3.61

4、06J一、电功一、电功W=IUt2、公式、公式:1、定义：、定义：电场力电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.电功普适公式电功普适公式在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1、定义：、定义：单位时间内电流所做的功单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢电流在电流在一段电路上做功的功率一段电路上做功的功率P等于等于 电电流流I与与这段电路两端的电压这段电路两端的电压U的乘积的乘积3、单位：瓦单位：瓦(W)千瓦千瓦(kW)1kW103W二、电功率二、电功率P=W/t=IU2、公式、公式:电功电功率普适公式率普适

5、公式在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么额定功率和实际功率额定功率和实际功率额定功率额定功率:用电器在用电器在额定电压额定电压下工作的功率下工作的功率.实际功率实际功率:用电器在用电器在实际电压实际电压下工作的功率下工作的功率.几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率 用电器用电器29寸彩寸彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030080010015080012004060二、电功率二、电功率输入功率和输出功率输入功率和输出

6、功率输入功率输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积用电器输入端的电压与输入电流之积.输出功率输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积用电器输出端的电压与输出电流之积.在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；势能转化为电荷的动能；在金属导体中在金属导体中，在电场，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动撞，把定向移动的动能传给离子，使

7、离子热运动加剧，将加剧，将电能全部转化为内能电能全部转化为内能三、电热三、电热1、定义、定义:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.电流通过导体时产生的热量电流通过导体时产生的热量 与哪些因素有关呢与哪些因素有关呢?在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么三、电热三、电热2、公式、公式:(1)推导：推导：电能电能全部全部转化为内能：转化为内能：Q=W=IUt欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R t(2)实验实验:1、定义、定义:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也

8、许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 焦焦耳耳定定律律：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量Q等等于于电电流流I的的二二次次方方、导导体体的的电电阻阻R 和和通通电电时时间间 t 三者的乘积三者的乘积 焦耳定律适用于焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路纯电阻电路；非纯电阻电路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有只含有电热元件电热元件的电路的电路（如白炽如白炽灯、电炉、电烙铁；及灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机转子被卡住的电动机）非纯电阻电路：非纯电阻电路：

9、电路中含有在转动的电动机或电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路有在发生化学反应的电解槽的电路 Q=I2R t2、公式、公式:三、电热三、电热3、单位：焦单位：焦(J)千瓦时千瓦时(kWh).电热普适公式电热普适公式在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1、定义、定义:单位时间内的发热量单位时间内的发热量.四、热功率四、热功率热功率热功率P等于通电导体中电流等于通电导体中电流 I 的二次的二次方与导体电阻方与导体电阻R 的乘积的乘积P=Q/t=I2R2、公式、公式:3、单位：瓦单位：瓦(W)千瓦千瓦(kW)热功

10、热功率普适公式率普适公式在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么纯电阻电路纯电阻电路:电能电能 内能内能 QI2Rt WIUt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WW其其QIUt I2RtIU/R说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能!指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!R在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点

11、算不了什么纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WIUt=I=U/R电功电功=电热电热:W=IUt=I2RtU2t/R电功率电功率=热功率：热功率：P=I U=U2/R =I2R=P热热 WW 其其QIUt I2RtIU/R电功：电功：W=IUt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=IU热功率：热功率：P热热=I2RRM=Q在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率三、电热三、电热Q定义定义

12、:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.公式：公式：Q=I2Rt 单位：单位：J 焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量Q等于电流等于电流I的二次方、的二次方、导体的电阻导体的电阻R 和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积 一、电功一、电功W 定义：定义：电场力电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.公式：公式：W=IUt 单位：单位：J 1kWh=3.6106J二、电功率二、电功率P定义：单位时间内电流所做的功定义：单位时间内电流所做的功公式：公式：P=W/t=IU 单位：单位：W kW 四、热功率四、热功率P热热定义：单位时间内的发热量定义：单位时

13、间内的发热量公式：公式：P热热=Q/t=I2R 单位：单位：W kW对纯电阻电路对纯电阻电路:电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功率对非纯电阻电路对非纯电阻电路:电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例1：对计算任何用电器的：对计算任何用电器的电功率电功率都适用的公式是都适用的公式是()在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解析：解析：用电器有的是纯电阻用电器用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等例电炉、电烙铁等

14、)有的是非纯电阻用电器有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等例电动机、电解槽等)只有在只有在纯电阻纯电阻用电器的前提下，才可由用电器的前提下，才可由 改写电功率的表达式改写电功率的表达式 所以，正确选项为所以，正确选项为C、D 计算计算电功率电功率的的普适公式普适公式为为:IUtWP=在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例2、对计算任何用电器的、对计算任何用电器的热功率热功率都适用的公式是都适用的公式是()计算计算热热功率功率的的普适公式普适公式为为:I2RtQP=在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识

15、到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例3、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端，当它两端所加的电压为所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台。这台电动机每分钟所做的机械功有多少电动机每分钟所做的机械功有多少?解解:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律:P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功率为电动机的热功率为:P热热 I2R 消耗的电功率为消耗的电功率为:P电电IU因此电动

16、机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率:P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:WP机机t=(IU一一I2R)t =(5220-520.4)60J=6.5104J在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解解:据能量守恒定律得据能量守恒定律得:IUt=I2Rt+W故故电动机每分钟所做的机械功为电动机每分钟所做的机械功为:W=(IU-I2R)t =(5220-520.4)60 J =6.5104 J例例3、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线

17、圈电阻是0.4 ，当它两端，当它两端所加的电压为所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台。这台电动机每分钟所做的机械功有多少电动机每分钟所做的机械功有多少?在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.电功电功:IUtW=2.电功率电功率:IUtWP=3.电电热热:RtIQ2=4.热功率热功率:RItQP2=对纯电阻电路对纯电阻电路:电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功率对非纯电阻电路对非纯电阻电路:电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率在日常生活中，

18、随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电功、电功率的计算电功、电功率的计算 1 1、用电器正常工作的条件：、用电器正常工作的条件：、用电器正常工作的条件：、用电器正常工作的条件：用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压.用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器的实际电功率等于其额定功率用电器的实际电功率等于其额定功率用电器的实际电功率等于其额定功率用电器的

19、实际电功率等于其额定功率由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件.灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程 2 2、用电器接入电路时：、用电器接入电路时：、用电器接入电路时：、用电器接入电路时：纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其纯电

20、阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变电阻不变电阻不变电阻不变用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁认为它将被烧毁认为它将被烧毁认为它将被烧毁.在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1、一个电炉额定电压为、一个电炉额定电压为220V，额，额定功率为定功率为800W，如果接入，如果接入110V电电路中，实际消耗的功率为多大路中，实际消耗的功率为多大?200W在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在

21、浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2、下图所示的电路中，三电阻串联，其、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，电路总，电路总电压为电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于()A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1R1R2R3在串联电路中，功率在串联电路中，功率跟电阻成跟电阻成正比正比。A在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在并联电路中，功率在并联电路中，功率跟电阻成跟电阻成反比反比。3、下图所示的电路中，三电阻

22、并、下图所示的电路中，三电阻并联，其联，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，电路总，电路总电压为电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于()A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1D在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4、如图，已知、如图，已知R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为的实际功率之比为_。1 2 6在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为

23、浪费这一点点算不了什么5、在电阻上除了标明电阻值，还标明、在电阻上除了标明电阻值，还标明额定功率值，这是它工作时允许消耗额定功率值，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器的最大功率，超过这个功率，电阻器就会被烧坏。现有一个就会被烧坏。现有一个“100 4W”的的电阻器，允许通过这个电阻器的最大电阻器，允许通过这个电阻器的最大电流为多大？允许加在这个电阻器两电流为多大？允许加在这个电阻器两端的电压为多大？端的电压为多大？0.2A;20V在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6、有人用一个、有人用一个“100，4W”的

24、电阻和的电阻和一个一个“50，8W”的电阻串联，作为的电阻串联，作为150电阻使用，则该电阻使用，则该 150电阻允许电阻允许通过的最大电流为通过的最大电流为_；能承受的最；能承受的最大电压为大电压为_；额定功率为；额定功率为 。0.2A;30V;6W在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么7、如图所示，两只灯泡、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”字样，字样，另外有一只滑动变阻器另外有一只滑动变阻器R，将它们连接，将它们连接后接入后接入220V的电路中，要求两灯泡都正的电路中

25、，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？小，应使用下面哪个电路？BL L1 1L L2 2L L1 1L L2 2L L1 1L L1 1L L2 2L L2 2A B C D在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么8、电饭锅电饭锅电饭锅电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温是一种可以自动煮饭并自动保温是一种可以自动煮饭并自动保温是一种可以自动煮饭并自动保温,又不会把饭又不会把饭又不会把饭又不会把饭烧焦的家用电器烧焦的家用电器烧焦的家用电器烧焦的家用电器.如图如图如图

26、如图,它的它的它的它的电路由控制部分电路由控制部分电路由控制部分电路由控制部分ABAB和工作和工作和工作和工作部分部分部分部分BCBC组成组成组成组成.KK1 1是限温开关是限温开关是限温开关是限温开关,手动闭合手动闭合手动闭合手动闭合,当温度达到当温度达到当温度达到当温度达到1031030 0C C时自动断开时自动断开时自动断开时自动断开,不能自动闭合不能自动闭合不能自动闭合不能自动闭合.KK2 2是自动开关是自动开关是自动开关是自动开关,当温度超过当温度超过当温度超过当温度超过80800 0C C时自动断开时自动断开时自动断开时自动断开,温度低于温度低于温度低于温度低于70700 0C C

27、时自动闭合时自动闭合时自动闭合时自动闭合.R R2 2是限流电是限流电是限流电是限流电阻阻阻阻,阻值阻值阻值阻值2140,2140,R R是工作电阻是工作电阻是工作电阻是工作电阻,阻值阻值阻值阻值60.60.锅中放好适量的锅中放好适量的锅中放好适量的锅中放好适量的米和水米和水米和水米和水,插上电源插上电源插上电源插上电源(220V,50Hz),(220V,50Hz),手动闭合手动闭合手动闭合手动闭合KK1 1后后后后,电饭锅就电饭锅就电饭锅就电饭锅就能自动煮好米饭并保温能自动煮好米饭并保温能自动煮好米饭并保温能自动煮好米饭并保温.(1)(1)(1)(1)简述手动闭合简述手动闭合简述手动闭合简述

28、手动闭合K K K K1 1 1 1后后后后,电饭锅加热、保温过程的工作原理电饭锅加热、保温过程的工作原理电饭锅加热、保温过程的工作原理电饭锅加热、保温过程的工作原理.(2)(2)(2)(2)加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功率率率率P P P P1 1 1 1是多大是多大是多大是多大?K?K?K?K1 1 1 1,K,K,K,K2 2 2 2都断开时电都断开时电都断开时电都断开时电饭锅消耗的电功率饭锅消耗的电功率饭锅消耗的电功率饭锅消耗的电功率P P P P2 2 2 2是多大是多大是多大是多大?(3)(3)(3)(3)若插上电源

29、后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合K K K K1 1 1 1,能煮熟饭吗能煮熟饭吗能煮熟饭吗能煮熟饭吗?为什么为什么为什么为什么?K1K2RABCD在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么9、加加在在某某台台电电动动机机上上的的电电压压是是U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r，则则电动机线圈上消耗的热功率为电动机线圈上消耗的热功率为()AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI，热功率只能用热功率只能用P热热=I2R所以所以 正确的是正确的是 （C）