2017-2018學(xué)年高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理教科版選修3-1課件：第二章 第8講 焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化

1、第二章直流電路 1.知道并理解電功、電功率的概念，并能利用公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算. 2.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系. 3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別. 4.明確閉合電路中的功率及能量轉(zhuǎn)化. 目標(biāo) 定位 二、焦耳定律熱功率 三、電路中的能量轉(zhuǎn)化 對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾 欄目 索引 一、電功和電功率 1.電功 (1)定義：電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功. (2)定義式：WUIt. (3)單位：國(guó)際單位制：焦耳，符號(hào)： . (4)實(shí)質(zhì)： 轉(zhuǎn)化為其他形式的能. (5)適用條件： 電路. 答案 一、電功和電功率 n知識(shí)梳理 J 電能 任何 2.電功率 電流所做的功與做這些功所用時(shí)間的比值.

2、(1)定義：時(shí)間內(nèi)電流所做的功. (2)公式：P . (3)單位：國(guó)際單位制：瓦特，符號(hào)：. (4)物理意義：表示電流做功的. (5)適用條件： 電路. 答案 單位 IU W 快慢 任何 (1)兩個(gè)電阻串聯(lián)，功率和電阻存在什么關(guān)系？ 答案 【深度思考】 答案答案由PI2R知，串聯(lián)電阻的功率與電阻成正比. (2)兩個(gè)電阻并聯(lián)，功率和電阻存在什么關(guān)系？ 例例1將兩個(gè)定值電阻R1、R2并聯(lián)在電壓為U的電源兩端，R1消耗的功率 為P1，R2消耗的功率為3P1，當(dāng)把它們串聯(lián)在電壓為4U的電源兩端時(shí)， 下列說法正確的是() A.R1兩端的電壓為U B.R2消耗的功率變小 C.通過R2的電流變小 D.兩個(gè)電

3、阻消耗的總功率為12P1 n典例精析 解析答案返回 返回 答案答案D 1.焦耳定律：(1)內(nèi)容：電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電流的 成正比， 跟成正比，跟成正比. (2)表達(dá)式：Q. (3)焦耳熱：電流通過電阻而產(chǎn)生的熱量. (4)適用條件： 電路. 答案 n知識(shí)梳理 二、焦耳定律熱功率 二次方 電阻值通電時(shí)間 I2Rt 任何 2.熱功率 (1)定義：電阻通電所產(chǎn)生的熱量與產(chǎn)生這些熱量所用時(shí)間的比值，即 單位時(shí)間內(nèi)電阻通電所產(chǎn)生的熱量. (2)表達(dá)式：P熱. (3)適用條件： 電路. 答案 I2R 任何 電風(fēng)扇、電冰箱消耗的電能等于I2Rt嗎？電風(fēng)扇、電冰箱消耗的電能轉(zhuǎn) 化成什么形式的能量？ 答案

4、 【深度思考】 答案答案不等于；電風(fēng)扇、電冰箱消耗電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能，有大部 分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，小部分轉(zhuǎn)化為電熱. 例例2一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為100 V，電阻為1 .正常工作時(shí)，通過的 電流為5 A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為() A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W n典例精析 解析答案 解析解析電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱I2r521 W25 W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤. B 返回 1.電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電源轉(zhuǎn)化為電能的功率 ， 等于電源輸出功率 與電源內(nèi)電路的熱功率 之和，即：IE _. 答案 三、電路中的能量轉(zhuǎn)化 n知識(shí)梳理 IE IU I2r

5、 IUI2r 2.純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路非純電阻電路 能量轉(zhuǎn)化情況 電功和電熱的關(guān)系WQ即IUtI2Rtt WQE其他 UItI2RtE其他 電功率和熱功率的 關(guān)系 PP熱， 即IUI2R PP熱P其他 即IUtI2RP其他 歐姆定律是否成立UIRI成立UIRI不成立 例例3如圖1所示的電路中，電源電壓為60 V，內(nèi)阻不計(jì)， 電阻R2 ，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R01.6 ，電壓表的示數(shù)為 50 V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率. n典例精析 解析答案總結(jié)提升 圖1 答案答案210 W 總結(jié)提升 電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的總功率(輸入功率)：P入U(xiǎn)I 電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱I2r. 說明：注意

6、區(qū)分電動(dòng)機(jī)的幾種功率，從能量守恒角度去分析和考慮電動(dòng) 機(jī)問題. 例例4如圖2所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E10 V， 內(nèi)阻r0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻R01.0 ，定值電阻 R11.5 .電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)U1 3.0 V，求： (1)電源釋放的電功率； 解析答案 圖2 答案答案20 W (2)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率及將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的 功率； 解析答案 圖2 解析解析電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UEIrU1(10 20.53.0) V6 V. 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為：P電UI62 W12 W. 電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率為：P熱I2R0221.0 W4 W. 根據(jù)能量守恒得 P機(jī)P電P熱(124) W8 W.

7、 答案答案12 W8 W (3)電源的輸出功率. 解析答案返回 圖2 解析解析電源的輸出功率為 P出P釋P內(nèi)P釋I2r (20220.5) W18 W. 答案答案18 W 1.(電功和電功率)(多選)如圖3所示，把四個(gè)相同的燈泡接成甲、乙兩種 電路后，燈泡都正常發(fā)光，且兩個(gè)電路的總功率相等.則下列對(duì)這兩個(gè)電 路中的U甲、U乙、R甲、R乙之間的關(guān)系的說法，正確的是() 解析答案 對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 圖3 A.U甲2U乙 B.U甲2U乙 C.R甲4R乙 D.R甲2R乙 解析解析設(shè)燈泡的電阻為R，正常發(fā)光時(shí)電流為I，電壓為U，由于兩個(gè)電路 的總功率相等，PU甲IU乙2I，得U甲2U乙；又由U甲2UIR甲，U乙

8、 U2IR乙，得R甲4R乙，故正確答案為B、C. 答案答案BC 2.(焦耳定律)通過電阻R的電流為I時(shí)，在t時(shí)間內(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() 解析答案 C 3.(焦耳定律和熱功率)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓為100 V，電阻為1 .正常工 作時(shí)，通過的電流為5 A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為() A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W 解析答案 解析解析電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱I2r521 W25 W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤. B 4.(閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化)如圖4所示，電源電動(dòng)勢(shì)E 30 V，內(nèi)阻r1 ，燈泡上標(biāo)有“6 V12 W”字樣，直 流電動(dòng)機(jī)線圈電