物理教科选修焦耳定律.pptx

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1、电热1.电功电功W 定定义义：在在一一段段电电路路中中电电场场力力所所做做的的功功,也也就就是是通通常常说说的的电电流流所所做的功做的功,简称电功简称电功.公式：公式：W=UIt 单位：单位：J 物理意义：物理意义：电能转化为其他形式能（电能转化为其他形式能（由用电器决定由用电器决定）的多少）的多少 2.电功率电功率P 定义：定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率单位时间内电流所做的功叫做电功率 公式：公式：P=W/t=UI 单位：单位：W 物理意义：物理意义：电能转化为其他形式能（电能转化为其他形式能（由用电器决定由用电器决定）的快慢）的快慢kWkWh1kWh=3.6106J一.电功和电功率

2、、电热和热功率 3.焦耳定律 内 容：电 流 通 过 某 导 体，在 时 间 t内 产 生 的 热 量,跟 电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。公式：Q=I2Rt 单位：J 物理意义：电能转化为内能（由用电器的电阻决定）的多少公式：P热=Q/t=I2R 单位：W kW4.热功率P热：导体在单位时间内发出的热量第1页/共28页纯电阻元件纯电阻元件W=Q非纯电阻元件非纯电阻元件WQI=U/RW=Q+E其它其它UIt=I2Rt+E其它其它某元件某元件第2页/共28页 4.5A例题：规格为例题：规格为“220V，1000W”的电炉，求：的电炉，求：（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流电炉正常工作

3、时，通过电阻丝的电流（2）电炉的电阻）电炉的电阻 48.4第3页/共28页例题：某一电动机，当电压例题：某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因时带不动负载，因此不转动，这时电流为此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为。当电压为U2=36V时能时能带动负载正常运转，这时电流为带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动。求这时电动机的机械功率是多大？机的机械功率是多大？解：电动机不转时，由欧姆定律得电动机正常转动时，产生的机械功率为联解得：在正常运转的时候，突然被卡住了！电动机的发热功率为多大？电动机在启动时(和卡住)电流较大，容易被烧坏！正常运转时电流反而较小。第4页/共28页

4、即时应用(即时突破，小试牛刀)1.一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过的电流相同，则(在相同时间内)下列说法正确的是()A电炉和电动机的电热相等B电动机消耗功率大于电炉消耗功率C电炉两端电压小于电动机两端电压D电炉和电动机两端电压相等解析：选ABC.此题关键是分清电炉丝是纯电阻用电器，而电动机是非纯电阻用电器第5页/共28页2.关于电功W和电热Q的说法正确的是()A在任何电路中都有WUIt、QI2Rt，且WQB在任何电路中都有WUIt、QI2Rt，但W不一定等于QCWUIt、QI2Rt均只有在纯电阻电路中才成立DWUIt在任何电路中成立，QI2Rt只在纯电阻电路中成立解

5、析：选B.WUIt、QI2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中WQ，在非纯电阻电路中WQ，B对，A、C、D错第6页/共28页二、电路中的能量转化1电源内部：_转化为_同时，电源本身也有一定的_电流流过时电源也会_，消耗_2外电路：通过_做功，将电源输出的_转化为_的能量3表达式：_.4物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率_，等于_与电源内电路的_之和，闭合电路欧姆定律实质上是_在闭合电路中的具体体现其他形式的能电能电阻发热一部分电能电场力电能其他形式IEIUI2rIE电源输出功率IU热功率I2r 能量守恒定律第7页/共28页即时应用(即时突破，小试牛刀)1.如图262所示，电源电动势

6、E10 V，内阻r0.2，标有“8 V16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R00.15，则电源的输出功率为()A16 WB440 WC80 W D400 W图262第8页/共28页2、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）AP BU 2/r CP 2r/U 2 DP P 2r/U 2 非纯电阻电路中计算 电功率只能用P=UI，热功率只能用P热=I2RC第9页/共28页类型一类型一纯电阻电路和非纯电阻电路电功计算例例1 1 在研究微型电动机的性能时，可采用如图263所示的实验电路当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，

7、电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻图263第10页/共28页【思路点拨】(1)电动机不转时相当于纯电阻，由欧姆定律求线圈电阻(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率第11页/共28页第12页/共28页【答案】22.0 W2【规律总结】非纯电阻电路中欧姆定律IU/R不成立.电功率、电热功率只能用PUI和PI2R求解其他功率用能量关系处理第13页/共28页变式训练1如图264所示，电阻R120，电动机绕组的阻值R210.当开关断开时，电流表的

8、示数是I00.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W图264第14页/共28页解析：选BD.由题意知，电路两端的电压UR1I010 V，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1 A，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I1.5 A，B对；同理电动机所消耗的功率也小于10 W，则电路消耗的电功率P15 W，D正确，故选B、D.第15页/共28页类型二类型二串、并联电路中的功率计算例例2 2 给定两只标有“110 V40 W”的灯泡L1和标有“110 V100 W

9、”的灯泡L2及一只最大阻值为500 的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在下图所示的几种接法中，最合理的是()图265第16页/共28页【思路点拨】该题所谓的最合理就是既能使两个灯泡正常发光，又能使滑动变阻器消耗的功率最小，此时电路中的电流应该最小【精讲精析】由L1(110 V,40 W)，L2(110 V,100 W)，可知R1R2，由串、并联电流电压特点可知A、D中L1、L2一定不会同时正常发光，虽然B、C能使L1、L2同时正常发光，但B中P总2(P1P2)，C中P总2P2，所以选C.【答案】C第17页/共28页【规律总结】求解这类问题，首先要明确电路中各元件之间的连接关系，再利

10、用串、并联电路的一些性质和功率分配关系求出各元件消耗的功率电路中消耗的总功率等于各元件消耗的功率之和第18页/共28页变式训练2如图266所示，R1和R2都是“4 W,100”的电阻，R3是“1 W,100”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是_ W.图266第19页/共28页答案：6第20页/共28页类型三类型三闭合电路中的功率问题闭合电路中的功率问题例例3 3 如图267所示，电路中电池的电动势E5 V，内电阻r10，固定电阻R90，R0是可变电阻，在R0从零增加到400 的过程中，求：图267第21页/共28页(1)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的电阻r和固定电

11、阻R上消耗的最小热功率之和；(3)R0调到多少时R上消耗的功率最大【思路点拨】求R0消耗的功率最大时，可将Rr都当作电源的内电阻来处理；求R上消耗的功率最大时，R0不能当作电源内阻了，因为它是可变的，调到最小时，电路中的电流最大，因此R上的功率就最大第22页/共28页第23页/共28页第24页/共28页【规律总结】当内、外电路电阻相等时，电源有最大输出功率，这个条件适用求变阻器上消耗的最大功率，不适用于求定值电阻上消耗功率的最大值因为R0是可变电阻，不能当作电源内阻当R0的阻值等于零时电路中会出现最大电流，而此时却是R的最大功率的条件第25页/共28页变式训练3(2011年广东模拟)如图268所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是()A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大图268第26页/共28页解析：选C.在合上S2之前，三灯泡都能正常工作，合上S2之后，电路中的总电阻R总减小，则I总增大，即流过R1的电流增大，由于不计内阻，电源的输出功率P出EI，可见电源的输出功率增大，A错误；R1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，通过L1和R3的电流都减小，L1上消耗的功率减小，可见C正确第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页