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1、5焦耳定律,第二章恒定電流,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求 物理觀念： 1.理解電功、電功率、電熱、熱功率的概念. 2.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別. 科學(xué)思維：弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、電功和電功率 1.電功 (1)電功是指電路中 力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，電流做功的過(guò)程就是 能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程. (2)電功的計(jì)算公式：W . 單位： ，符號(hào)為 . 常用的單位：千瓦時(shí)(kWh)，也稱(chēng)“度”，1 kWh J.,
2、靜電,電,IUt,焦耳,J,3.6106,2.電功率 (1)定義：?jiǎn)挝? 內(nèi)電流所做的功. (2)公式：P . (3)單位：瓦特，符號(hào)為W. (4)意義：表示電流做功的快慢.,時(shí)間,UI,二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 成正比，跟導(dǎo)體的 及 成正比. (2)表達(dá)式：Q . 2.熱功率 (1)定義： 內(nèi)的發(fā)熱量稱(chēng)為熱功率. (2)表達(dá)式：P . (3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量.,電流的二次方,電阻,通電時(shí)間,I2Rt,單位時(shí)間,I2R,即學(xué)即用 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)電功率越大，表示電流做功越多.
3、() (2)電功WUIt可以用來(lái)計(jì)算所有電路中電流所做的功.() (3)電熱QI2Rt可以用來(lái)計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱. () (4)任何情況下電功都等于電熱.() (5)電動(dòng)機(jī)消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈內(nèi)阻上的電熱.(),答案,,,,,,2.通過(guò)電阻R的電流為I時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R， 電流為 ，則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 .,答案,解析,重點(diǎn)探究,,導(dǎo)學(xué)探究 電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？ 答案電吹風(fēng)工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能.電熨斗工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.,一、電功和電熱的理解,答案,知識(shí)
4、深化 1.純電阻電路與非純電阻電路 (1)純電阻電路：電流通過(guò)純電阻電路做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能. (2)非純電阻電路：含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等的電路稱(chēng)為非純電阻電路.在非純電阻電路中，電流做的功將電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能. 2.WUIt是電功的計(jì)算式，PUI是電功率的計(jì)算式，適用于任何電路. QI2Rt是電熱的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I通過(guò)電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，P熱I2R是熱功率的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路的熱功率.,3.純電阻電路和非純電阻電路的比較,例1(多選)下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是 A.電功率越大，電流做功越快，
5、電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 B.WUIt適用于任何電路，而WI2Rt 只適用于純電阻電路 C.在非純電阻電路中，UII2R D.焦耳熱QI2Rt適用于任何電路,解析,答案,,,,在非純電阻電路中，電流做的功焦耳熱其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C對(duì). QI2Rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路，D對(duì).,1.只有在純電阻電路中才有WQ，P電P熱，而在非純電阻電路中WQ，P電P熱. 2.在純電阻電路中，由UItI2Rt得I ，即歐姆定律成立；在非純電阻電路中，由UItI2Rt知UIR，即歐姆定律不成立.,,例2額定電壓都是110 V，額定功率PA100 W、PB40 W的兩盞燈泡，若接在電
6、壓為220 V的電路上，使兩盞燈泡均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是,答案,,解析,二、純電阻電路中的功率分配及計(jì)算,解析判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷燈泡兩端的電壓是否是額定電壓，或流過(guò)燈泡的電流是否是額定電流，對(duì)燈泡有PUI ，可知RARB.,對(duì)于A電路，由于RARB，所以UBUA，且有UB110 V，B燈可能被燒毀，UA110 V，A燈不能正常發(fā)光. 對(duì)于B電路，由于RBRA，A燈又并聯(lián)滑動(dòng)變阻器，并聯(lián)電阻小于RB，所以UBU并，B燈可能被燒毀，A燈不能正常發(fā)光. 對(duì)于C電路，B燈與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光.,對(duì)于D電路，若滑
7、動(dòng)變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光. 比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中滑動(dòng)變阻器功率為(IAIB)110 V，而D電路中滑動(dòng)變阻器功率為(IAIB)110 V，所以C電路消耗電功率最小.,1.串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配(純電阻電路),,例3小型直流電動(dòng)機(jī)(其線(xiàn)圈內(nèi)阻為r1 )與規(guī)格為“4 V4 W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R5 的電阻串聯(lián)，然后接至U12 V的電源上，如圖1所示，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，求： (1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；,答案,解析,三、非純電阻電路功率的分析與計(jì)算,圖1,流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流IIRIL0.6 A.,答案0.6 A,
8、(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出；,答案2.04 W 解析電動(dòng)機(jī)消耗的總功率PULI40.6 W2.4 W 電動(dòng)機(jī)的熱功率 P熱I2r(0.6)21 W0.36 W 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出PP熱2.4 W0.36 W2.04 W,答案,解析,(3)電動(dòng)機(jī)的效率.,答案85%,答案,解析,答案,解析,針對(duì)訓(xùn)練1規(guī)格為“220 V36 W”的排氣扇，線(xiàn)圈電阻為40 ，求： (1)接220 V的電源后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率； 答案35 W1 W,發(fā)熱的功率為P熱I2R(0.16)240 W1 W. 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為 P機(jī)PP熱(361) W35 W.,答案,解析,(2)如果接上(1)中電
9、源后，扇葉卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)線(xiàn)圈未被燒斷，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率. 答案1 210 W1 210 W,電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于發(fā)熱功率： P電P熱UI2205.5 W1 210 W.,1.電動(dòng)機(jī)的功率和效率 (1)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，P入U(xiǎn)I. (2)電動(dòng)機(jī)的熱功率是線(xiàn)圈上電阻的發(fā)熱功率，P熱I2r. (3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率是電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，P出IUI2r.,2.串、并聯(lián)電路的總功率 (1)串聯(lián)電路：P總U總I(U1U2U3)IP1P2P3 (2)并聯(lián)電路：P總UI總U(I1I2I3)P1P2P3 即無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，無(wú)論是純電阻電路還
10、是非純電阻電路，電路消耗的總功率均等于電路中各電阻消耗的功率之和.,針對(duì)訓(xùn)練2如圖2所示，有一內(nèi)電阻為4.4 的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則,解析,答案,圖2,A.電解槽消耗的電功率為120 W B.電解槽的發(fā)熱功率為60 W C.電解槽消耗的電功率為60 W D.電路消耗的總功率為60 W,,電解槽的發(fā)熱功率P熱I2R內(nèi)1.3 W，B錯(cuò)；,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(對(duì)電功率的理解)如圖3所示，一幢居民樓里住著生活水平各不相同的24戶(hù)居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電風(fēng)扇等.停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A
11、、B間電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線(xiàn)電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是,圖3,,解析家用電器中有純電阻也有非純電阻，故總電功率只能用PUI來(lái)計(jì)算，C正確.,答案,1,2,3,4,解析,2.(對(duì)焦耳定律的理解)(多選)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過(guò)相同的電流且正常工作，在相同時(shí)間內(nèi) A.電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等 B.電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 C.電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓 D.電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐消耗的功率,,答案,1,2,3,4,,,3.(純電阻電路中功率的分配及計(jì)算)把6個(gè)相同的電燈接成如圖4甲、乙所示兩電路，
12、通過(guò)調(diào)節(jié)供電電壓與變阻器R1、R2的阻值，使兩組電燈均能正常發(fā)光，并且兩電路消耗的總電功率也相同，則R1、R2大小滿(mǎn)足,1,2,3,4,答案,解析,圖4,A.R29R1 B.R26R1 C.R23R1 D.R1R2,,1,2,3,4,解析設(shè)每個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)其電流為I，則題圖甲中總電流為3I，題圖乙中總電流為I；要使兩電路消耗的總電功率也相同，需使PR1PR2，即(3I)2R1I2R2，故R29R1，所以選項(xiàng)A正確.,4.(非純電阻電路中功率的分析與計(jì)算)一臺(tái)小型電動(dòng)機(jī)在380 V電壓下正常工作時(shí)，能將30 kg的貨物在30 s內(nèi)勻速提升30 m，通過(guò)它的電流是1 A.除電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈生熱，其他能量損失不計(jì)，求在此過(guò)程中：(g取10 N/kg) (1)拉力對(duì)貨物做功的功率； 答案300 W,1,2,3,4,解析,答案,解析貨物勻速上升，故拉力等于重力，故有Fmg3010 N300 N，,故拉力的功率為PFv3001 W300 W.,(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率； 答案300 W 解析電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P輸出P300 W. (3)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的熱量. 答案2 400 J 解析由能量守恒定律可知 QIUtP輸出t(13803030030) J2 400 J.,1,2,3,4,解析,答案,
（京津瓊魯專(zhuān)用）2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 5 焦耳定律課件 新人教版必修2.ppt
