第1部分第二章第6節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化

1、第二章第6節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)三隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練考向一考向三考向二返回返回返回返回3焦耳定律的表達(dá)式為焦耳定律的表達(dá)式為QI2Rt， 此式可用于任何電路。此式可用于任何電路。4電源工作時，把其他形式的電源工作時，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率為能轉(zhuǎn)化為電能的功率為IE，等于對外輸出功率等于對外輸出功率IU和電源和電源內(nèi)部的熱功率內(nèi)部的熱功率I2r之和。之和。返回返回自學(xué)教材自學(xué)教材 1電功電功 (1)定義：電場力定義：電場力 所做的功。所做的功。 (2)大?。旱扔谶@段電路兩端的電壓大小：等于這段電路

2、兩端的電壓U與電路中的電流與電路中的電流I和通電時間和通電時間t三者的三者的 。 (3)公式：公式：W 。 (4)國際單位：焦耳，符號國際單位：焦耳，符號J。 (5)意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他的過程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。即電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。形式的能。即電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。移動電荷移動電荷乘積乘積UIt返回比值比值乘積乘積快慢快慢返回重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋返回 2額定功率和實(shí)際功率額定功率和實(shí)際功率 (1)用電器正常工作時所消

3、耗的功率叫做額定功率。用電器正常工作時所消耗的功率叫做額定功率。當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額額時，電流達(dá)到額定電時，電流達(dá)到額定電流流I額額，電功率也達(dá)到額定功率，電功率也達(dá)到額定功率P額額，且，且P額額U額額I額額。 (2)用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時消耗的用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時消耗的電功率。為了使用電器不被燒毀，要求實(shí)際功率不能大電功率。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。于其額定功率。返回返回答案：答案： BC返回 自學(xué)教材自學(xué)教材正比正比正比正比I2Rt返回比值比值I2R返回 4焦耳熱的應(yīng)用與危害焦耳熱的應(yīng)用與危害

4、 (1)應(yīng)用：利用電流的熱效應(yīng)來加熱、烘干物體，應(yīng)用：利用電流的熱效應(yīng)來加熱、烘干物體，如電烙鐵、電烤箱、電暖氣、電爐、電飯鍋、電熨斗等。如電烙鐵、電烤箱、電暖氣、電爐、電飯鍋、電熨斗等。 (2)危害：減少用電器的使用壽命。危害：減少用電器的使用壽命。燒壞用電器甚至引起火災(zāi)。燒壞用電器甚至引起火災(zāi)。返回 重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋1純電阻電路與非純電阻電路對比純電阻電路與非純電阻電路對比 兩種電路兩種電路比較內(nèi)容比較內(nèi)容純電阻電路純電阻電路非純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)元件特點(diǎn)電路中只有電電路中只有電阻元件阻元件除電阻外還包括能把電除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器用電

5、器返回 兩種電路兩種電路比較內(nèi)容比較內(nèi)容純電阻電路純電阻電路非純電阻電路非純電阻電路歐姆定律歐姆定律服從歐姆定律服從歐姆定律I不服從歐姆定律不服從歐姆定律UIR或或I能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化電流做功全部電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形式外還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能的能元件舉例元件舉例電阻、電爐絲、電阻、電爐絲、白熾燈等白熾燈等電動機(jī)、電解槽等電動機(jī)、電解槽等返回返回2電功率的計(jì)算公式電功率的計(jì)算公式PU2/R中，中，U是加在用電器上的是加在用電器上的電壓，電壓，R是用電器的電阻，此式可用于是用電器的電阻，此式可用于 ()A計(jì)算電冰箱的功率計(jì)算電冰箱

6、的功率B計(jì)算電風(fēng)扇的功率計(jì)算電風(fēng)扇的功率C計(jì)算電烙鐵的功率計(jì)算電烙鐵的功率 D計(jì)算洗衣機(jī)的功率計(jì)算洗衣機(jī)的功率解析：解析：公式公式PU2/R是根據(jù)功率公式和歐姆定律推導(dǎo)出來是根據(jù)功率公式和歐姆定律推導(dǎo)出來的，只能用在純電阻電路中，故的，只能用在純電阻電路中，故C正確，正確，A、B、D錯誤。錯誤。答案：答案：C返回自學(xué)教材自學(xué)教材 1電源內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化電源內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化在電源內(nèi)部，通過各種作用將其他形式的能轉(zhuǎn)化為在電源內(nèi)部，通過各種作用將其他形式的能轉(zhuǎn)化為 。 2電路中的能量轉(zhuǎn)化電路中的能量轉(zhuǎn)化(1)純電阻電路中：純電阻電路中：P電電 。(2)在非純電阻電路中：在非純電阻電路中：P電電 。電能電

7、能P熱熱P熱熱P其他其他返回 3閉合電路的功率分析閉合電路的功率分析 (1)公式表達(dá)：由閉合電路歐姆定律可得公式表達(dá)：由閉合電路歐姆定律可得IE 。 (2)物理意義：電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率物理意義：電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率IE，等于電源輸出功率，等于電源輸出功率 與電源內(nèi)電路的熱功率與電源內(nèi)電路的熱功率 之和。之和。IUI2rIUI2r返回重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋返回圖圖261返回返回3在如圖在如圖262所示的所示的UI圖像中，圖像中，直線直線為某一電源的路端電壓與電流為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線的關(guān)系圖像，直線為某一電阻為某一電阻R的的伏安特性曲線。用該電源與

8、電阻伏安特性曲線。用該電源與電阻R組組成閉合電路。由圖像判斷正確的是成閉合電路。由圖像判斷正確的是()A電源的電動勢為電源的電動勢為3 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0. 5 B電阻電阻R的阻值為的阻值為1 C電源的輸出功率為電源的輸出功率為4 WD電源的效率為電源的效率為80 %圖圖262返回答案：答案：ABC返回返回 例例1額定電壓都是額定電壓都是110 V，額定功率，額定功率PA100 W、PB40 W的電燈兩盞，若接在電壓是的電燈兩盞，若接在電壓是220 V的電路上，使兩盞的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是 ()圖圖263返

9、回審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)兩燈的電阻大小關(guān)系；兩燈的電阻大小關(guān)系；(2)題目要求兩燈均正常發(fā)光且電路消耗功率最小。題目要求兩燈均正常發(fā)光且電路消耗功率最小。返回返回 對于對于C電路，電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能所以可能UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光。，兩燈可以正常發(fā)光。 對于對于D電路，若變阻器的有效電阻等于電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)的并聯(lián)電阻，則電阻，則UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光。，兩燈可以正常發(fā)光。 比較比較C、D兩個電路，由于兩個電路，由于C電路中變阻器功率為電路中變

10、阻器功率為(IAIB)110，而，而D電路中變阻器功率為電路中變阻器功率為(IAIB)110，所，所以以C電路消耗電功率最小。電路消耗電功率最小。答案答案C返回 (1)在串聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及兩端電壓在串聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及兩端電壓均與其電阻成正比。均與其電阻成正比。 (2)在并聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及流過電阻在并聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及流過電阻的電流均與其電阻成反比。的電流均與其電阻成反比。返回1有四盞電燈，如圖有四盞電燈，如圖264所示連接所示連接在電路中，在電路中，L1、L2都標(biāo)有都標(biāo)有“220 V，110 W”字樣，字樣，L3和和L4都標(biāo)有都標(biāo)有“220 V，4

11、0 W”字樣，字樣，把電路接通后最暗的是把電路接通后最暗的是 ()AL1 BL2CL3 DL4圖圖264答案：答案：C返回 例例2規(guī)格為規(guī)格為“220 V36 W”的排氣扇，線圈電阻的排氣扇，線圈電阻為為40 ，求：，求： (1)接上接上220 V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；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，求如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電動機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率。電動機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率。返回審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)歐姆定律的適用條件。歐姆定律的

12、適用條件。(2)機(jī)械功率、輸入功率與熱功率的關(guān)系。機(jī)械功率、輸入功率與熱功率的關(guān)系。(3)無論電機(jī)轉(zhuǎn)動不轉(zhuǎn)動，發(fā)熱功率均為無論電機(jī)轉(zhuǎn)動不轉(zhuǎn)動，發(fā)熱功率均為PI2R。返回返回答案答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W返回 電動機(jī)電路的功率關(guān)系電動機(jī)電路的功率關(guān)系 (1)電動機(jī)的等效處理：電動機(jī)是一種電動機(jī)的等效處理：電動機(jī)是一種非純電阻用電器，它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能非純電阻用電器，它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能。在電路計(jì)算中，常把電動機(jī)等效和內(nèi)能。在電路計(jì)算中，常把電動機(jī)等效為阻值等于其內(nèi)阻的電阻為阻值等于其內(nèi)阻的電阻r和無電阻的轉(zhuǎn)動線圈串聯(lián)而成，和無電阻的轉(zhuǎn)動線圈串聯(lián)而成，如圖如

13、圖265所示。電流通過所示。電流通過r時把電能轉(zhuǎn)化為熱能，而線時把電能轉(zhuǎn)化為熱能，而線圈把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。圈把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 (2)輸入功率：電動機(jī)的總功率。由電動機(jī)電路的電輸入功率：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)算公式：流和電壓決定，計(jì)算公式：P總總UI。圖圖265返回圖圖266返回2如圖如圖267所示的電路中，電源電所示的電路中，電源電壓為壓為60 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R2 ，電動機(jī)的內(nèi)阻電動機(jī)的內(nèi)阻R01.6 ，電壓表的，電壓表的示數(shù)為示數(shù)為50 V，電動機(jī)正常工作，求電動機(jī)的輸出功率。，電動機(jī)正常工作，求電動機(jī)的輸出功率。圖圖267返回答案：答案：

14、210 W返回 例例3電路圖如圖電路圖如圖268甲所示，圖乙中圖線是電甲所示，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像，滑動變阻路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像，滑動變阻器的最大阻值為器的最大阻值為15 ，定值電阻，定值電阻R03 。圖圖268返回 (1)當(dāng)當(dāng)R為何值時，為何值時，R0消耗的功率最大，最大值為多少？消耗的功率最大，最大值為多少？ (2)當(dāng)當(dāng)R為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？ 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題時應(yīng)把握以下三點(diǎn)： (1)由由UI圖像求電源的電動勢和內(nèi)阻。圖像求電源的電動勢

15、和內(nèi)阻。 (2)電路中的電流最大時，電路中的電流最大時，R0消耗的功率最大。消耗的功率最大。 (2)根據(jù)電源有最大輸出功率的條件，求電源的最大輸出根據(jù)電源有最大輸出功率的條件，求電源的最大輸出功率。功率。返回答案答案(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W返回 (1)定值電阻消耗功率最大時通過的電流一定最大。定值電阻消耗功率最大時通過的電流一定最大。 (2)求可變電阻消耗的最大功率時，可將固定電阻等求可變電阻消耗的最大功率時，可將固定電阻等效到電源內(nèi)部處理。效到電源內(nèi)部處理。 (3)不要死記電路中內(nèi)、外電阻相等時電源有最大輸不要死記電路中內(nèi)、外電阻相等時電源有最大輸出功率的條件，由于題目條件的限制，不一定存在這個狀出功率的條件，由于題目條件的限制，不一定存在這個狀態(tài)，由電源的輸出功率隨態(tài)，由電源的輸