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文檔簡介
第二章
直流電路6焦耳定律電路中的能量轉化第二章6焦耳定律電路中的能量轉化1.知道并理解電功、電功率的概念,并能利用公式進行有關計算.2.掌握焦耳定律,弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯系.3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點和區(qū)別,能用能量轉化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題.4.明確閉合電路中的功率及能量轉化.學習目標
學習目標內容索引知識探究題型探究達標檢測內容索引知識探究1知識探究1一、電功和電功率導學探究(1)如圖1所示,電路中電流為I,通電時間為t,那么在這段時間內通過這段電路的電荷量是多少?如果電路左、右兩端的電勢差是U,在電荷q從左端移到右端的過程中,電場力做的功是多少?It
IUt答案圖1一、電功和電功率導學探究(1)如圖1所示,電路中電流為I,通(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同,兩者間有何關系?不相同.電流做功快,但做功不一定多;電流做功慢,但做功不一定少.電流做功的快慢用電功率表示,電流做功的多少用電功表示.電流做功的多少與做功的時間和做功的快慢有關.答案(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同,兩者間1.電功(1)定義:_________移動電荷所做的功,簡稱電功.(2)公式:W=UIt,此式表明電場力在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U與電路中的電流I和通電時間t三者的______.(3)單位:焦耳,符號是___.(4)電流做多少功,就表示有多少______轉化為其他形式的能.電場力J乘積知識梳理電能1.電功電場力J乘積知識梳理電能2.電功率(1)電流所做的功與做這些功所用時間的______叫做電功率,它在數值上等于______時間內電流所做的功.(2)公式:P=
=UI.(3)單位:瓦特,符號是___,1W=1J/s.比值單位W2.電功率比值單位W即學即用判斷下列說法的正誤.(1)電流做功的實質是電場力對電荷做功.(
)(2)電功率越大,表示電流做功越多.(
)(3)某導體兩端電壓為10V,當通過2C的電荷時,電流做功的功率為20W.(
)×√×即學即用判斷下列說法的正誤.×√×二、焦耳定律導學探究(1)某一電路中只含有某一電阻元件,即白熾燈、電動機、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.純電阻電路有:白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋;非純電阻電路有:電動機、電容器、電解槽.答案二、焦耳定律導學探究(1)某一電路中只含有某一電阻元件,即白(2)純電阻電路中,消耗的電能轉化為什么形式的能?對于含電動機的電路,消耗的電能轉化為什么形式的能?內能內能和機械能答案(2)純電阻電路中,消耗的電能轉化為什么形式的能?對于含電動1.焦耳定律(1)內容:電流通過電阻產生的熱量跟______________成正比,跟_______成正比,跟__________成正比.(2)表達式:Q=_____.2.熱功率(1)定義:電阻通電所產生的熱量與產生這些熱量所用______的比值.(2)表達式:P熱=
=_____.電流的二次方通電時間電阻值知識梳理I2Rt時間I2R1.焦耳定律電流的二次方通電時間電阻值知識梳理I2Rt時間I3.純電阻電路與非純電阻電路(1)純電阻電路:電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉化為電阻的______.(2)非純電阻電路:含有________或________的電路稱為非純電阻電路.在非純電阻電路中,電流做的功將電能除了轉化為內能外,還轉化為________或_________.內能電動機電解槽機械能化學能3.純電阻電路與非純電阻電路內能電動機電解槽機械能化學能(3)電功和電熱的計算公式比較
純電阻電路非純電阻電路電功和電功率W=UIt=I2Rt=
tP電=UI=I2R=W=UItP電=UI電熱和熱功率Q=I2Rt=UIt=
tP熱=I2R=UI=Q=I2RtP熱=I2R(3)電功和電熱的計算公式比較
純電阻電路非純電阻電路電功和電功和電熱關系W=QW=Q+E其他>Q電功率和熱功率關系P電=P熱P電=P熱+P其他>P熱歐姆定律是否適用I=
,適用U>IR,不適用電功和電熱關系W=QW=Q+E其他>Q電功率和熱功率關系P電即學即用判斷下列說法的正誤.(1)電功一定等于電熱.(
)(2)電動機消耗了電能,一部分轉化為機械能,一部分轉化為線圈內阻上的電熱.(
)(3)電熱Q=I2Rt可以用來計算所有含有電阻的電路中產生的焦耳熱.(
)(4)電功W=UIt可以用來計算所有電路中電流所做的功.(
)√×√√即學即用判斷下列說法的正誤.√×√√三、電路中的能量轉化導學探究閉合電路中,電源電動勢為E,內、外電路的電阻分別是r和R,電路中的電流為I.t時間內電源把多少其他形式的能轉化為電能?外電路產生的熱量是多少?內電路產生的熱量是多少?三者之間有何關系?EIt
I2Rt
I2rt
EIt=I2Rt+I2rt答案三、電路中的能量轉化導學探究閉合電路中,電源電動勢為E,內、閉合電路中的能量轉化和功率轉化(1)電源是把其他形式的能轉化為____能的裝置.電源提供的能量一部分消耗在________上,一部分消耗在________上,電能轉化為內能.(2)能量關系:電源提供的能量等于內、外電路消耗的能量之和,即:EIt=______+U內It.功率關系:電源提供的電功率等于內、外電路消耗的電功率之和,即:EI=_____+U內I.對于外電路是純電阻電路,其能量關系和功率關系分別為:EIt=I2Rt+I2rt,EI=_____+I2r.電外電路內電路知識梳理U外ItU外II2R閉合電路中的能量轉化和功率轉化電外電路內電路知識梳理U外It即學即用判斷下列說法的正誤.(1)化學電池中,電源把化學能轉化為電能,電源把這些能量全部輸出到外電路.(
)(2)在外電路是非純電阻電路時,外電路消耗的電能可用I2Rt表示.(
)(3)無論外電路是純電阻電路還是非純電阻電路,均可用EIt=U外It+U內It表示電路中的能量關系.(
)×√×即學即用判斷下列說法的正誤.×√×2題型探究2題型探究一、電功、電熱電功率、熱功率公式的比較例1
(多選)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是A.電功率越大,電流做功越快,電路中產生的焦耳熱一定越多B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=
t只適用于純電阻電路C.在非純電阻電路中,UI>I2RD.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路答案√解析√√一、電功、電熱電功率、熱功率公式的比較例1(多選)下列電功率公式P=
,表示電功率越大,電流做功越快.對于一段電路,有P=IU,I=
,焦耳熱Q=()2Rt,可見Q與P、U、t、R都有關,所以P越大,Q不一定越大,A錯.W=UIt是電功的定義式,適用于任何電路,而I=
只適用于純電阻電路,B對.在非純電阻電路中,電流做的功=焦耳熱+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C對.Q=I2Rt是焦耳熱的定義式,適用于任何電路,D對.電功率公式P=,表示電功率越大,電流做功越快.對于一總結提升1.W=UIt是電功的計算式,P電=UI是電功率的計算式,適用于任何電路.Q=I2Rt是電熱的計算式,可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內產生的熱量,P熱=I2R是熱功率的計算式,可以計算任何電路的熱功率.2.只有在純電阻電路中才有W=Q,P電=P熱而在非純電阻電路中W>Q,P電>P熱.3.在純電阻電路中,由UIt=I2Rt得I=
,即歐姆定律成立;在非純電阻電路中UIt>I2Rt知U>IR,即歐姆定律不成立.總結提升1.W=UIt是電功的計算式,P電=UI是電功率的計二、純電阻電路中的功率分配及計算例2額定電壓都是110V、額定功率PA=100W、PB=40W的燈泡兩盞,若接在電壓為220V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算例2額定電壓都是110判斷燈泡能否正常發(fā)光,就要判斷電壓是否是額定電壓,或電流是否是額定電流,對燈泡有P=UI=
,可知RA<RB.對于A電路,由于RA<RB,所以UB>UA,且有UB>110V,B燈被燒毀,UA<110V,A燈不能正常發(fā)光.對于B電路,由于RB>RA,A燈又并聯滑動變阻器,并聯電阻小于RB,所以UB>U并,B燈燒毀.對于C電路,B燈與滑動變阻器并聯電阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,兩燈可以正常發(fā)光.對于D電路,若滑動變阻器的有效電阻等于A、B的并聯電阻,則UA=UB=110V,兩燈可以正常發(fā)光.比較C、D兩個電路,由于C電路中滑動變阻器功率為(IA-IB)×110V,而D電路中滑動變阻器功率為(IA+IB)×110V,所以C電路消耗電功率最小.判斷燈泡能否正常發(fā)光,就要判斷電壓是否是額定電壓,或電流是否總結提升總結提升針對訓練1
(多選)有三個電阻的阻值及額定功率分別為R1=10Ω、P1=10W,R2=20Ω、P2=80W,R3=5Ω、P3=20W,它們組成的電路如圖2甲、乙、丙所示,關于各圖的說法正確的是A.圖甲兩端允許加的最大電壓為60VB.圖乙干路允許流過的最大電流為3.5AC.圖丙兩端允許加的最大電壓為17.5VD.以上說法均不正確圖2答案√解析√針對訓練1(多選)有三個電阻的阻值及額定功率分別為R1=1R1=10Ω、P1=10W,故I1=
=1A,U1=I1R1=10V;同樣R2=20Ω、P2=80W,故I2=2A,U2=I2R2=40V;R3=5Ω、P3=20W,故I3=2A,U3=I3R3=10V;圖甲中三個電阻串聯,取最小額定電流,故最大電流為1A,故最大電壓為:U=I(R1+R2+R3)=1×(10+20+5)V=35V,故A錯誤;圖乙中三個電阻并聯,取最小額定電壓,最大電壓為10V,I2′=0.5A,故最大電流為:I′=I1+I2′+I3=3.5A,故B正確;圖丙中R1與R2并聯,取最小額定電壓,故最大電壓為10V,故最大電流為:I1+I2′=1.5A;并聯部分與電阻R3串聯,取最小額定電流,故最大電流為1.5A,故電阻R3兩端的電壓為1.5A×5Ω=7.5V,所以丙圖兩端允許加的最大電壓為:10V+7.5V=17.5V,故C正確.R1=10Ω、P1=10W,故I1=例3如圖3所示的電路中,電源電動勢E=10V,內阻r=0.5Ω,電動機的電阻R0=1.0Ω,電阻R1=1.5Ω.電動機正常工作時,電壓表的示數U1=3.0V,求:(1)電源的總功率;三、非純電阻電路功率的分析和計算答案20W解析圖3電動機正常工作時,總電流為
=2A,電源的總功率為P總=EI=10×2W=20W.例3如圖3所示的電路中,電源電動勢E=10V,內阻r=(2)電動機消耗的電功率和將電能轉化為機械能的功率;答案12W
8W解析電動機兩端的電壓為U=E-Ir-U1=(10-2×0.5-3.0)V=6V電動機消耗的電功率為:P電=UI=6×2W=12W電動機的熱功率為:P熱=I2R0=22×1.0W=4W根據能量守恒定律,電動機將電能轉化為機械能的功率P機=P電-P熱=12W-4W=8W(2)電動機消耗的電功率和將電能轉化為機械能的功率;答案1(3)電源的輸出功率.答案18W解析電源的輸出功率為P出=P總-P內=P總-I2r=(20-22×0.5)W=18W.(3)電源的輸出功率.答案18W解析電源的輸出功率為總結提升解答有關電動機問題時注意:1.當電動機不轉時可以看成純電阻電路,P=UI=I2R=
均成立.2.當電動機正常工作時,是非純電阻電路P電=UI>P熱=I2R,U≠IR而有U>IR.3.輸入功率指電動機消耗的總功率.熱功率是線圈電阻的發(fā)熱功率.輸出功率是指電動機將電能轉化為機械能的功率.三者的關系:UI=I2R+P機.總結提升解答有關電動機問題時注意:針對訓練2
(多選)如圖4所示,一直流電動機與阻值R=9Ω的電阻串聯在電源上,電源電動勢E=30V,內阻r=1Ω,用理想電壓表測出電動機兩端電壓U=10V,已知電動機線圈電阻RM=1Ω,則下列說法中正確的是A.通過電動機的電流為10AB.電動機的輸入功率為20WC.電動機的熱功率為4WD.電動機的輸出功率為16W答案√解析√√圖4針對訓練2(多選)如圖4所示,一直流電動機與阻值R=9Ω由E=30V,電動機兩端電壓為10V可得R和電源內阻上分擔電壓為20V,則I=
A=2A,故A錯;電動機輸入功率P=UI=10V×2A=20W,故B正確;P熱=I2RM=22×1W=4W,故C正確;P輸出=P-P熱=20W-4W=16W,故D正確.由E=30V,電動機兩端電壓為10V可得R和電源內阻上分達標檢測3達標檢測31.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內容,根據表中的信息,可計算出電熱水壺在額定電壓下以額定功率工作時的電流約為答案√4123解析型號DF-938額定功率900W額定電壓220V額定容量1.2LA.6.8AB.4.1AC.1.2AD.0.24A1.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內容,根據表中的信息,可計由銘牌讀出電熱水壺額定功率為P=900W,額定電壓為U=220V;由P=UI得,電熱水壺的額定電流為:
≈4.1A.4123由銘牌讀出電熱水壺額定功率為P=900W,額定電壓為U=22.(多選)如圖5所示,把四個相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后,燈泡都正常發(fā)光,且兩個電路的總功率相等.則下列對這兩個電路中的U甲、U乙、R甲、R乙之間的關系的說法正確的是A.U甲>2U乙
B.U甲=2U乙C.R甲=4R乙
D.R甲=2R乙答案√4123解析圖5√2.(多選)如圖5所示,把四個相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后設燈泡的電阻為R,正常發(fā)光時電流為I,電壓為U,由于兩個電路的總功率相等,P=U甲I=U乙·2I,得U甲=2U乙;又由U甲=2U+IR甲,U乙=U+2IR乙,得R甲=4R乙,故正確答案為B、C.4123設燈泡的電阻為R,正常發(fā)光時電流為I,電壓為U,由于兩個電路3.電阻R1、R2的I-U圖像如圖6所示,則下列說法正確的是4123答案解析A.R1∶R2=3∶1B.將R1與R2串聯后接于電源上,則電
壓比U1∶U2=1∶3C.將R1與R2并聯后接于電源上,則電
流比I1∶I2=1∶3D.將R1與R2并聯后接于電源上,則功
率比P1∶P2=1∶3圖6√3.電阻R1、R2的I-U圖像如圖6所示,則下列說法正確的是由圖像可知,當I=1A時,U1=1V,U2=3V,=3Ω,則R1∶R2=1∶3,A錯.R1與R2串聯時,U1∶U2=R1∶R2=1∶3,B正確.R1與R2并聯時,I1∶I2=R2∶R1=3∶1,P1∶P2=R2∶R1=3∶1,C、D均錯.4123由圖像可知,當I=1A時,U1=1V,U2=3V,414.如圖7所示,A為電解槽,N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內阻rA=2Ω,當S1閉合、S2斷開時,理想電流表的示數為6A;當S2閉合、S1斷開時,理想電流表的示數為4A,求:(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?4123圖7答案2Ω
72W解析4.如圖7所示,A為電解槽,N為電爐子,恒定電壓U=12V電爐子為純電阻元件,由歐姆定律得
=2Ω,其發(fā)熱功率為:PR=UI1=12×6W=72W.4123電爐子為純電阻元件,由歐姆定律得(2)在電解槽工作時,電能轉化為化學能的功率為多少?答案16W解析電解槽為非純電阻元件,發(fā)熱功率為:P熱=
=42×2W=32W,總功率為:P總=UI2=12×4W=48W,故電能轉化為化學能的功率為:P化=P總-P熱=(48-32)W=16W.4123(2)在電解槽工作時,電能轉化為化學能的功率為多少?答案1本課結束本課結束第二章
直流電路6焦耳定律電路中的能量轉化第二章6焦耳定律電路中的能量轉化1.知道并理解電功、電功率的概念,并能利用公式進行有關計算.2.掌握焦耳定律,弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯系.3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點和區(qū)別,能用能量轉化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題.4.明確閉合電路中的功率及能量轉化.學習目標
學習目標內容索引知識探究題型探究達標檢測內容索引知識探究1知識探究1一、電功和電功率導學探究(1)如圖1所示,電路中電流為I,通電時間為t,那么在這段時間內通過這段電路的電荷量是多少?如果電路左、右兩端的電勢差是U,在電荷q從左端移到右端的過程中,電場力做的功是多少?It
IUt答案圖1一、電功和電功率導學探究(1)如圖1所示,電路中電流為I,通(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同,兩者間有何關系?不相同.電流做功快,但做功不一定多;電流做功慢,但做功不一定少.電流做功的快慢用電功率表示,電流做功的多少用電功表示.電流做功的多少與做功的時間和做功的快慢有關.答案(2)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同,兩者間1.電功(1)定義:_________移動電荷所做的功,簡稱電功.(2)公式:W=UIt,此式表明電場力在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U與電路中的電流I和通電時間t三者的______.(3)單位:焦耳,符號是___.(4)電流做多少功,就表示有多少______轉化為其他形式的能.電場力J乘積知識梳理電能1.電功電場力J乘積知識梳理電能2.電功率(1)電流所做的功與做這些功所用時間的______叫做電功率,它在數值上等于______時間內電流所做的功.(2)公式:P=
=UI.(3)單位:瓦特,符號是___,1W=1J/s.比值單位W2.電功率比值單位W即學即用判斷下列說法的正誤.(1)電流做功的實質是電場力對電荷做功.(
)(2)電功率越大,表示電流做功越多.(
)(3)某導體兩端電壓為10V,當通過2C的電荷時,電流做功的功率為20W.(
)×√×即學即用判斷下列說法的正誤.×√×二、焦耳定律導學探究(1)某一電路中只含有某一電阻元件,即白熾燈、電動機、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.純電阻電路有:白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋;非純電阻電路有:電動機、電容器、電解槽.答案二、焦耳定律導學探究(1)某一電路中只含有某一電阻元件,即白(2)純電阻電路中,消耗的電能轉化為什么形式的能?對于含電動機的電路,消耗的電能轉化為什么形式的能?內能內能和機械能答案(2)純電阻電路中,消耗的電能轉化為什么形式的能?對于含電動1.焦耳定律(1)內容:電流通過電阻產生的熱量跟______________成正比,跟_______成正比,跟__________成正比.(2)表達式:Q=_____.2.熱功率(1)定義:電阻通電所產生的熱量與產生這些熱量所用______的比值.(2)表達式:P熱=
=_____.電流的二次方通電時間電阻值知識梳理I2Rt時間I2R1.焦耳定律電流的二次方通電時間電阻值知識梳理I2Rt時間I3.純電阻電路與非純電阻電路(1)純電阻電路:電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉化為電阻的______.(2)非純電阻電路:含有________或________的電路稱為非純電阻電路.在非純電阻電路中,電流做的功將電能除了轉化為內能外,還轉化為________或_________.內能電動機電解槽機械能化學能3.純電阻電路與非純電阻電路內能電動機電解槽機械能化學能(3)電功和電熱的計算公式比較
純電阻電路非純電阻電路電功和電功率W=UIt=I2Rt=
tP電=UI=I2R=W=UItP電=UI電熱和熱功率Q=I2Rt=UIt=
tP熱=I2R=UI=Q=I2RtP熱=I2R(3)電功和電熱的計算公式比較
純電阻電路非純電阻電路電功和電功和電熱關系W=QW=Q+E其他>Q電功率和熱功率關系P電=P熱P電=P熱+P其他>P熱歐姆定律是否適用I=
,適用U>IR,不適用電功和電熱關系W=QW=Q+E其他>Q電功率和熱功率關系P電即學即用判斷下列說法的正誤.(1)電功一定等于電熱.(
)(2)電動機消耗了電能,一部分轉化為機械能,一部分轉化為線圈內阻上的電熱.(
)(3)電熱Q=I2Rt可以用來計算所有含有電阻的電路中產生的焦耳熱.(
)(4)電功W=UIt可以用來計算所有電路中電流所做的功.(
)√×√√即學即用判斷下列說法的正誤.√×√√三、電路中的能量轉化導學探究閉合電路中,電源電動勢為E,內、外電路的電阻分別是r和R,電路中的電流為I.t時間內電源把多少其他形式的能轉化為電能?外電路產生的熱量是多少?內電路產生的熱量是多少?三者之間有何關系?EIt
I2Rt
I2rt
EIt=I2Rt+I2rt答案三、電路中的能量轉化導學探究閉合電路中,電源電動勢為E,內、閉合電路中的能量轉化和功率轉化(1)電源是把其他形式的能轉化為____能的裝置.電源提供的能量一部分消耗在________上,一部分消耗在________上,電能轉化為內能.(2)能量關系:電源提供的能量等于內、外電路消耗的能量之和,即:EIt=______+U內It.功率關系:電源提供的電功率等于內、外電路消耗的電功率之和,即:EI=_____+U內I.對于外電路是純電阻電路,其能量關系和功率關系分別為:EIt=I2Rt+I2rt,EI=_____+I2r.電外電路內電路知識梳理U外ItU外II2R閉合電路中的能量轉化和功率轉化電外電路內電路知識梳理U外It即學即用判斷下列說法的正誤.(1)化學電池中,電源把化學能轉化為電能,電源把這些能量全部輸出到外電路.(
)(2)在外電路是非純電阻電路時,外電路消耗的電能可用I2Rt表示.(
)(3)無論外電路是純電阻電路還是非純電阻電路,均可用EIt=U外It+U內It表示電路中的能量關系.(
)×√×即學即用判斷下列說法的正誤.×√×2題型探究2題型探究一、電功、電熱電功率、熱功率公式的比較例1
(多選)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是A.電功率越大,電流做功越快,電路中產生的焦耳熱一定越多B.W=UIt適用于任何電路,而W=I2Rt=
t只適用于純電阻電路C.在非純電阻電路中,UI>I2RD.焦耳熱Q=I2Rt適用于任何電路答案√解析√√一、電功、電熱電功率、熱功率公式的比較例1(多選)下列電功率公式P=
,表示電功率越大,電流做功越快.對于一段電路,有P=IU,I=
,焦耳熱Q=()2Rt,可見Q與P、U、t、R都有關,所以P越大,Q不一定越大,A錯.W=UIt是電功的定義式,適用于任何電路,而I=
只適用于純電阻電路,B對.在非純電阻電路中,電流做的功=焦耳熱+其他形式的能,所以W>Q,即UI>I2R,C對.Q=I2Rt是焦耳熱的定義式,適用于任何電路,D對.電功率公式P=,表示電功率越大,電流做功越快.對于一總結提升1.W=UIt是電功的計算式,P電=UI是電功率的計算式,適用于任何電路.Q=I2Rt是電熱的計算式,可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內產生的熱量,P熱=I2R是熱功率的計算式,可以計算任何電路的熱功率.2.只有在純電阻電路中才有W=Q,P電=P熱而在非純電阻電路中W>Q,P電>P熱.3.在純電阻電路中,由UIt=I2Rt得I=
,即歐姆定律成立;在非純電阻電路中UIt>I2Rt知U>IR,即歐姆定律不成立.總結提升1.W=UIt是電功的計算式,P電=UI是電功率的計二、純電阻電路中的功率分配及計算例2額定電壓都是110V、額定功率PA=100W、PB=40W的燈泡兩盞,若接在電壓為220V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算例2額定電壓都是110判斷燈泡能否正常發(fā)光,就要判斷電壓是否是額定電壓,或電流是否是額定電流,對燈泡有P=UI=
,可知RA<RB.對于A電路,由于RA<RB,所以UB>UA,且有UB>110V,B燈被燒毀,UA<110V,A燈不能正常發(fā)光.對于B電路,由于RB>RA,A燈又并聯滑動變阻器,并聯電阻小于RB,所以UB>U并,B燈燒毀.對于C電路,B燈與滑動變阻器并聯電阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,兩燈可以正常發(fā)光.對于D電路,若滑動變阻器的有效電阻等于A、B的并聯電阻,則UA=UB=110V,兩燈可以正常發(fā)光.比較C、D兩個電路,由于C電路中滑動變阻器功率為(IA-IB)×110V,而D電路中滑動變阻器功率為(IA+IB)×110V,所以C電路消耗電功率最小.判斷燈泡能否正常發(fā)光,就要判斷電壓是否是額定電壓,或電流是否總結提升總結提升針對訓練1
(多選)有三個電阻的阻值及額定功率分別為R1=10Ω、P1=10W,R2=20Ω、P2=80W,R3=5Ω、P3=20W,它們組成的電路如圖2甲、乙、丙所示,關于各圖的說法正確的是A.圖甲兩端允許加的最大電壓為60VB.圖乙干路允許流過的最大電流為3.5AC.圖丙兩端允許加的最大電壓為17.5VD.以上說法均不正確圖2答案√解析√針對訓練1(多選)有三個電阻的阻值及額定功率分別為R1=1R1=10Ω、P1=10W,故I1=
=1A,U1=I1R1=10V;同樣R2=20Ω、P2=80W,故I2=2A,U2=I2R2=40V;R3=5Ω、P3=20W,故I3=2A,U3=I3R3=10V;圖甲中三個電阻串聯,取最小額定電流,故最大電流為1A,故最大電壓為:U=I(R1+R2+R3)=1×(10+20+5)V=35V,故A錯誤;圖乙中三個電阻并聯,取最小額定電壓,最大電壓為10V,I2′=0.5A,故最大電流為:I′=I1+I2′+I3=3.5A,故B正確;圖丙中R1與R2并聯,取最小額定電壓,故最大電壓為10V,故最大電流為:I1+I2′=1.5A;并聯部分與電阻R3串聯,取最小額定電流,故最大電流為1.5A,故電阻R3兩端的電壓為1.5A×5Ω=7.5V,所以丙圖兩端允許加的最大電壓為:10V+7.5V=17.5V,故C正確.R1=10Ω、P1=10W,故I1=例3如圖3所示的電路中,電源電動勢E=10V,內阻r=0.5Ω,電動機的電阻R0=1.0Ω,電阻R1=1.5Ω.電動機正常工作時,電壓表的示數U1=3.0V,求:(1)電源的總功率;三、非純電阻電路功率的分析和計算答案20W解析圖3電動機正常工作時,總電流為
=2A,電源的總功率為P總=EI=10×2W=20W.例3如圖3所示的電路中,電源電動勢E=10V,內阻r=(2)電動機消耗的電功率和將電能轉化為機械能的功率;答案12W
8W解析電動機兩端的電壓為U=E-Ir-U1=(10-2×0.5-3.0)V=6V電動機消耗的電功率為:P電=UI=6×2W=12W電動機的熱功率為:P熱=I2R0=22×1.0W=4W根據能量守恒定律,電動機將電能轉化為機械能的功率P機=P電-P熱=12W-4W=8W(2)電動機消耗的電功率和將電能轉化為機械能的功率;答案1(3)電源的輸出功率.答案18W解析電源的輸出功率為P出=P總-P內=P總-I2r=(20-22×0.5)W=18W.(3)電源的輸出功率.答案18W解析電源的輸出功率為總結提升解答有關電動機問題時注意:1.當電動機不轉時可以看成純電阻電路,P=UI=I2R=
均成立.2.當電動機正常工作時,是非純電阻電路P電=UI>P熱=I2R,U≠IR而有U>IR.3.輸入功率指電動機消耗的總功率.熱功率是線圈電阻的發(fā)熱功率.輸出功率是指電動機將電能轉化為機械能的功率.三者的關系:UI=I2R+P機.總結提升解答有關電動機問題時注意:針對訓練2
(多選)如圖4所示,一直流電動機與阻值R=9Ω的電阻串聯在電源上,電源電動勢E=30V,內阻r=1Ω,用理想電壓表測出電動機兩端電壓U=10V,已知電動機線圈電阻RM=1Ω,則下列說法中正確的是A.通過電動機的電流為10AB.電動機的輸入功率為20WC.電動機的熱功率為4WD.電動機的輸出功率為16W答案√解析√√圖4針對訓練2(多選)如圖4所示,一直流電動機與阻值R=9Ω由E=30V,電動機兩端電壓為10V可得R和電源內阻上分擔電壓為20V,則I=
A=2A,故A錯;電動機輸入功率P=UI=10V×2A=20W,故B正確;P熱=I2RM=22×1W=4W,故C正確;P輸出=P-P熱=20W-4W=16W,故D正確.由E=30V,電動機兩端電壓為10V可得R和電源內阻上分達標檢測3達標檢測31.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內容,根據表中的信息,可計算出電熱水壺在額定電壓下以額定功率工作時的電流約為答案√4123解析型號DF-938額定功率900W額定電壓220V額定容量1.2LA.6.8AB.4.1A
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