2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 5 焦耳定律課件 新人教版選修3-1.ppt

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5焦耳定律 知識自學(xué) 自我檢測 一 電功和電功率閱讀教材第53頁 電功和電功率 部分 知道電功和電功率的計(jì)算公式及相關(guān)單位 1 電流做功的實(shí)質(zhì)導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功 電流做功把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 2 電功 1 定義 電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U 電路中的電流I 通過的時(shí)間t三者的乘積 2 公式 W qU UIt 3 單位 國際單位 焦 符號 J 知識自學(xué) 自我檢測 3 電功率 1 物理意義 表示電流做功快慢的物理量 2 定義 電流在一段電路中做功的功率等于電流I與這段電路兩端的電壓的乘積 4 單位 瓦特 符號W 知識自學(xué) 自我檢測 二 焦耳定律閱讀教材第53頁 焦耳定律 部分 知道焦耳定律的內(nèi)容和關(guān)系式 1 焦耳定律 1 內(nèi)容 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)體的電阻及通電時(shí)間成正比 2 表達(dá)式Q I2Rt 2 電熱功率 1 定義 電流在單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為電熱功率 2 表達(dá)式P I2R 知識自學(xué) 自我檢測 1 正誤判斷 1 電功與電能的單位都是焦耳 電功就是電能 解析 電功是過程量 電能是狀態(tài)量 兩者只是單位相同 有本質(zhì)的區(qū)別 電能的變化要依靠電流做功來實(shí)現(xiàn) 電流做功的過程就是電能向其他形式的能量轉(zhuǎn)化的過程 答案 2 電功率越大 電流做功越快 電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多 解析 電功率公式為P UI 功率越大 表示電流做功越快 但是電流做功的快慢只表示電能轉(zhuǎn)化的快慢 轉(zhuǎn)變成什么能與用電器有關(guān) 答案 知識自學(xué) 自我檢測 3 電流做功的過程就是電能向其他形式的能量轉(zhuǎn)化的過程 解析 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 電流做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 答案 4 電功率越大 表示電流做功越多 解析 電功率表示電流做功的快慢 電功率大 表示電流做功快 但做功不一定多 答案 5 W UIt適用于任何電路求電功 答案 6 Q I2Rt適用于任何電路求熱量 答案 知識自學(xué) 自我檢測 2 R1和R2分別標(biāo)有 2 1 0A 和 4 0 5A 將它們串聯(lián)后接入電路中 如圖所示 則此電路中允許消耗的最大功率為 A 1 5WB 3 0WC 5 0WD 6 0W解析 把R1和R2串聯(lián)后 由于R2的最大電流較小 故串聯(lián)后的最大電流為0 5A 串聯(lián)后的總電阻為6 所以電路的最大功率為P I2R 0 52 6W 1 5W A正確 答案 A 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測 問題探究 名師精講 典例剖析 電功和電功率如圖所示 已知電路兩端的電勢差為U 電路中的電流為I 在t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體某截面的電荷量是多少 把這些電荷從左端移到右端 電場力做功是多少 要點(diǎn)提示 由電流的定義式可得通過某截面的電荷量q It 根據(jù)靜電力做功的公式W qU 可得W IUt 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 1 對電功的理解 1 從力的角度看 電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對自由電荷做功 2 從能的角度看 電流做功過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程 電功的大小量度了電能的減少量 標(biāo)志著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少 3 電功W UIt qU對任何電路都適用 2 對電功率的理解 2 額定功率和實(shí)際功率 額定功率 用電器正常工作所消耗的功率 實(shí)際功率 用電器在實(shí)際電壓下電流做功的功率 為了使用電器不被燒毀 要求實(shí)際功率不能大于其額定功率 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 3 串 并聯(lián)電路中的功率關(guān)系 串聯(lián)電路中大電阻功率大 并聯(lián)電路中小電阻功率大 無論串與并 功率都是和 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 例題1 一根電阻絲 通過2C的電荷量所消耗的電能是8J 若在相同的時(shí)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解析 設(shè)電阻絲電阻為R 開始所加電壓為U1 則W1 q1U1即8V 2U1 故U1 4V 設(shè)后來所加電壓為U2 產(chǎn)生的熱量為W2 則 答案 D 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 焦耳定律 1 某一電路中只含有某一元件 即白熾燈 電動(dòng)機(jī) 電爐 電容器 電熨斗 電飯鍋 電解槽其中的一種 分析哪些屬于純電阻電路 哪些屬于非純電阻電路 2 純電阻電路中 消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能 對于電動(dòng)機(jī)的電路 消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能 要點(diǎn)提示 1 純電阻電路有 白熾燈 電爐 電熨斗 電飯鍋 非純電阻電路有 電動(dòng)機(jī) 電解槽 電容器 2 內(nèi)能 內(nèi)能和機(jī)械能 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 不管是純電阻電路還是非純電阻電路 計(jì)算電功時(shí)都可以用W UIt 電功率都可以用P UI 熱量都可以用Q I2Rt 熱功率都可以用P I2R 若用變形式時(shí) 就要考慮是否是純電阻電路 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 例題2 規(guī)格為 220V36W 的排氣扇 線圈電阻為40 求 1 接上220V的電壓后 排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率 2 如果接上電源后 扇葉被卡住 不能轉(zhuǎn)動(dòng) 求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率 思考問題 1 如何計(jì)算發(fā)熱功率和機(jī)械能的功率 答案 發(fā)熱功率為P熱 I2R 機(jī)械能的功率為P機(jī) P電 P熱 2 電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的意思是什么 答案 電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 可理解為純電阻用電器 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 解析 1 排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為發(fā)熱功率為P熱 I2R 0 16 2 40W 1W 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為P機(jī) P P熱 36W 1W 35W 2 扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后 電動(dòng)機(jī)成為純電阻用電器 電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能 此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為電動(dòng)機(jī)消耗的功率即電功率等于熱功率 P電 P熱 UI 220 5 5W 1210W 答案 見解析 探究一 探究二 問題探究 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測 電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算 1 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí) 要注意分清電功和電熱的關(guān)系 電動(dòng)機(jī)消耗的電能也就是電流做的功W UIt 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能必須用Q I2Rt來求 另外 還要注意能量守恒定律的應(yīng)用 即W Q E E為其他形式的能 或P電 P機(jī) P熱 其中P電 UI P熱 I2R P機(jī)為機(jī)械功率 2 當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí) 非純電阻電路轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸娮桦娐?電動(dòng)機(jī)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的內(nèi)能 W Q 即UIt I2Rt 當(dāng)堂檢測 探究一 探究二 1 2 3 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測 2 多選 日常生活用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng) 電熱絲給空氣加熱 得到的熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干 設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1 它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián) 接到直流電源上 電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U 通過的電流為I 消耗的電功率為P 則以下選項(xiàng)正確的是 A IU PB IU PC P I2 R1 R2 D P I2 R1 R2 解析 電吹風(fēng)機(jī)消耗的電功率即消耗的電能的功率為P UI 大于電阻上的熱功率 選項(xiàng)B C正確 答案 BC 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測 3 A B為 220V100W 的兩盞相同的燈泡 C D為 220V40W 的兩盞相同燈泡 A B燈的電阻為 C D電阻為 現(xiàn)將四盞燈泡接成如圖所示電路 并將兩端接入電路 各燈實(shí)際功率分別為PA PB PC PD 則實(shí)際功率的大小順序是 探究一 探究二 1 2 3 當(dāng)堂檢測 答案 4841210PD PA PB PC