高二物理魯科版選修3-1課件：第1部分 第3章 第3節(jié)《焦耳定律》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 3 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時間成正比 公式為Q I2Rt 4 純電阻電路中電功和電熱相等 非純電阻電路中電功大于電熱 1 電功 1 定義 當(dāng)接通電路時 電路中就建立了電場 自由電荷在電場力的作用下定向運(yùn)動而形成電流 這時對自由電荷做了功 就是我們常說的電功 2 公式 W qU 3 單位 在國際單位制中是 符號 J 常用單位還有 kW h 俗稱 度 1kW h 4 物理意義 指和其他形式能的轉(zhuǎn)化過程 電場力 UIt 千瓦時 3 6 106J 電能 焦耳 單位時間 快慢 1 用電器兩端電壓為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(chǎn)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勢低端時 電場力做功220J 解析 由W UIt知 因時間未知 通過1A電流消耗的電能無法確定 故A錯 若是純電阻 發(fā)熱功率為220W 但若不是純電阻 發(fā)熱功率則小于220W C選項(xiàng)錯 移動1C正電荷電場力做功W Uq 220J D選項(xiàng)正確 只有在純電阻電路中 電能才全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B選項(xiàng)錯 答案 D 自學(xué)教材 1 焦耳定律 1 內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟的二次方成正比 跟導(dǎo)體的成正比 跟通電時間成 2 公式 Q 3 單位 焦耳 簡稱焦 符號J 4 微觀解釋 導(dǎo)體中的電子在電場力作用下做定向運(yùn)動時 會與金屬離子不斷 碰撞時把一部分動能傳遞給離子 使離子熱運(yùn)動加劇 導(dǎo)致導(dǎo)體 電阻 I2Rt 電流 正比 碰撞 發(fā)熱 2 身邊的電熱 1 電熱水器 電飯鍋等家用電器是利用了電流的熱效應(yīng) 其電阻絲都是由電阻率的材料制成的 2 電焊是在焊接的金屬接觸面上通過 利用接觸電阻產(chǎn)生的得到適合焊接的高溫 從而對接觸面進(jìn)行焊接的一種方法 較大 電流 熱量 3 插頭和插座之間 電線連接處如果接觸不良 都會產(chǎn)生大電阻 容易 甚至迸出火花 4 電視機(jī)和顯示器的后蓋有很多孔 計(jì)算機(jī)的CPU要安裝散熱片及風(fēng)扇 都是為了 發(fā)熱 散熱 重點(diǎn)詮釋 2 純電阻電路與非純電阻電路的具體區(qū)別純電阻電路與非純電阻電路是物理學(xué)中的兩種常見電路 列表區(qū)分如下 2 有一只電風(fēng)扇 標(biāo)有 220V50W 字樣 電動機(jī)線圈的電阻為0 4 把它接入220V的電路中 以下幾種計(jì)算時間t內(nèi)產(chǎn)生熱量的方法中 正確的是 A Q U2 t RB Q PtC Q P U 2 RtD 以上三種方法均正確 答案 C 答案 1 48 4 2 826 4W 1 純電阻用電器 電壓 電流 電阻三者關(guān)系滿足歐姆定律 電功率與電熱功率相等 2 燈泡 電爐等常用的純電阻用電器 嚴(yán)格地說 常溫下的電阻與正常工作時的電阻不同 不同工作溫度下的電阻也不同 但若沒有特別說明 則不考慮溫度對電阻率的影響 即電阻為定值 1 一根電阻絲 通過2C電荷量所消耗的電能是8J 若在相同的時間內(nèi)通過4C的電荷量 該電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是 A 4V 16JB 8V 16JC 4V 32JD 8V 32J 答案 D 解析 1 公式P UI可計(jì)算電動機(jī)消耗的總功率 因此電動機(jī)消耗的總電功率 P總 UI 220W 2 P I2R只能計(jì)算發(fā)熱損耗的電功率 發(fā)熱損耗的電功率 P熱 I2R 1W 3 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率可用電動機(jī)消耗的總功率減去發(fā)熱損耗的電功率 所以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī) P總 P熱 219W 答案 220W1W219W 2 一臺電動機(jī)額定電壓為220V 額定電流為4A 讓這臺電動機(jī)正常工作 則下列說法正確的是 A 電動機(jī)對外做功的功率為880WB 電動機(jī)內(nèi)發(fā)熱功率為880WC 電動機(jī)的內(nèi)電阻為55 D 電動機(jī)的額定功率為880W 解析 電動機(jī)額定功率P UI 880W 電動機(jī)不是純電阻元件 額定功率等于發(fā)熱功率與對外做功功率之和 故D對 A B錯 而電動機(jī)的內(nèi)電阻不能用額定電壓與額定電流的比值計(jì)算 C錯 答案 D 圖3 3 1 例3 如圖3 3 1所示 為電動機(jī)提升重物的裝置 電動機(jī)線圈電阻為r 1 電動機(jī)兩端電壓為5V 電路中的電流為1A 求 1 電動機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率是多少 2 電動機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少 3 這臺電動機(jī)的機(jī)械效率是多少 答案 1 1W 2 5W4W 3 80 電動機(jī)的功率和效率 1 輸入功率 電動機(jī)的總功率 由電動機(jī)電路的電流和電壓決定 計(jì)算 P總 UI 2 輸出功率 電動機(jī)做有用功的功率 3 熱功率 電動機(jī)線圈上有電阻 電流通過線圈時要發(fā)熱 熱功率P熱 I2r 4 功率關(guān)系 P總 P出 P熱 上題中若物體重為20N 不計(jì)摩擦力 10s時間可以勻速把物體提升多高 答案 2m 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全