新課標人教版選修3-1第二章恒定電流25焦耳定律教學課件共47張(共44張)

Unit2恒定電流

燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來這是為什么?

假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又是為什么？

導體中有電流通過的時候，導體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。物理來自生活a、電流流過電爐b、電流流過電解槽c、電流流過電風扇→電能轉(zhuǎn)化為熱能。→電能轉(zhuǎn)化為化學能和熱能

→電能轉(zhuǎn)化為機械能和熱能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電流做功分析下列現(xiàn)象，其能量是如何轉(zhuǎn)化的?一\1、純電阻電路2、非純電阻電路W=qUq=ItW=UIt恒定電場對自由電荷的靜電力作正功，電勢能減小，其它形式的能增加。電流做功的實質(zhì)是什么？適用于任何用電器。提高認識：（1）電流做功的本質(zhì)是靜電力做功；（2）根據(jù)靜電場的電勢差的定義式推出電流做功的表達式。2、度量方式：電勢能減小量在數(shù)值上等于電功。5、單位：J

kWh1、物理意義：量度電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的多少。二、電功3、計算公式：4、標量任意電路純電阻電路三、電功率2、度量方式：1、物理意義：反映電流（靜電力）做功的快慢程度。4、單位：W

kW3、標量：標量任意電路純電阻電路四、焦耳定律2、理論和實驗依據(jù)：1、研究內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)系。（1）焦耳最早通過實驗證明。（2）理論推導。任意電路純電阻電路3、內(nèi)容：電流通過某導體，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。表達式4、適用條件：任何用電器。五、電功和電熱的比較例1.要使“110V，40W”、“110V，100W”的兩種燈泡接在220V的電路中都能正常發(fā)光，選擇哪個電路；哪個最省電？L1L1L1L1L1L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以正常發(fā)光：達到額定電壓、額定電流省電

例2.一臺電風扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗的功率是66W。求：

（1）電風扇正常工作時通過電動機的電流強度。

（2）電風扇正常工作時轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功率，電機的效率。

（3）如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率。分清輸入電功率、消耗熱功率、輸出機械功率及它們之間的守恒關(guān)系是關(guān)鍵電熱1.電功W

定義：在一段電路中電場力所做的功,也就是通常說的電流所做的功,簡稱電功.

公式：W=UIt

單位：J

2.電功率P

定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率公式：P==W/t=UI

單位：WkWkWh1kWh=3.6×106J小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率

3.焦耳定律內(nèi)容：電流通過某導體，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比。公式：Q=I2Rt

公式：P熱=Q/t=I2R

單位：WkW4.熱功率：P熱

導體在單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量A組能力訓練題11.用電器兩端電壓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220JDA組能力訓練題22.關(guān)于電功，下列說法中正確的有(

)A.電功的實質(zhì)是電場力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度C.電場力做功是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度D.電流通過電動機時的電功率和熱功率相等ACA組能力訓練題33.一燈泡標有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有

( )A.燈泡的實際功率為50WB.燈泡的實際功率為25WC.通過燈泡的電流為額定電流的1/2D.通過燈泡的電流為額定電流的1/4BCA組能力訓練題44.下圖電路中，電燈L1、L2都標有“220V,100W”;電燈L3、L4都標有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是(

)A．L1B．L2

C．L3D．L4ABL1L2L3L4CA組能力訓練題55.把兩個相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個電路里，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使兩燈都正常發(fā)光,兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙，可以斷定()A.P甲>P乙

B.P甲<P乙

C.P甲=P乙

D.無法確定8V16V甲乙CA組能力訓練題66.輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為( )P

B. C.D.BA組能力訓練題77.一臺直流電動機線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當所加電壓U=150V，電動機正常工作時電壓表示數(shù)100V，求電動機消耗的功率及輸出的機械功率。URMV電阻R兩端的電壓為UR=U-UM=50V，

通過R的電流是I=UR/R=5A電動機消耗的功率為P=IUM=5×100=500W

P熱=I2r=25W

P機=P-P熱=500-25=475W解：A組能力訓練題87.有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機正常工作時的輸出功率；（2）如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）（1）電動機不轉(zhuǎn)時為純電阻電路，r=U1/I1=0.5Ω電動機正常工作時，P電=I2U2=1×2=2W電動機的熱功率為P熱=I22r=12×0.5=0.5W電動機所做機械功的功率P機=P機-P熱=1.5W（2）轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動機的發(fā)熱功率為P熱=U22/r=22/0.5=8W解：B組能力訓練題11.A、B、C三個燈泡如圖所示的方式連接時,各自消耗的實際功率相同，則RA:RB:RC為(

)A.1:1:1 B.1:2:2C.2:1:1 D.1:4:4ACBB、C兩個燈泡并聯(lián)，UB=UC，

解：B、C兩個燈消耗的實際功率相同，則由P=U2/R，RB=RC，IA=2IB=2IC，

則由P=I2R，

RA:RB:RC=1:4:4DB組能力訓練題22.圖中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通電后（）A.經(jīng)R1和R3的電流之比I1:I3=3:1B.R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1:U3=4:9C.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:1:2D.三個電阻消耗的電功率之比P1:P2:P3=2:2:1

R1R2R3ADB組能力訓練題33.兩個電阻，R1=8Ω，R2=2Ω,并聯(lián)在電路中。欲使這兩個電阻消耗的電功率相等，可行的辦法是（）A．用一個阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B．用一個阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)C．用一個阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D．用一個阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)AB組能力訓練題44.電阻R1=8Ω，R2=2Ω。如圖甲電路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑動變阻器阻值為_______，如圖乙電路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑動變阻器阻值為_______。R1R2R乙R1RR2甲8Ω2ΩB組能力訓練題5（2007年海南卷5）5.一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率（）A.等于36W

B.小于36W，大于9

WC.等于9W

D.小于36W解：設(shè)燈泡接U=36V電壓和U′=18V電壓時的電阻分別為R、R′,電壓減小，燈絲溫度降低,電阻減小，R>R′。BB組能力訓練題66、某一用直流電動機提升重物的裝置如上圖所示，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓U=110V，不計各處摩擦，當電動機以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中電流強度I=5A，求電動機線圈電阻R（g=10m/s2）。vU=110VP電=P熱+P機其中機械功率：P機=mgv=50×10×0.9=450瓦

電功率：P電=UI=110×5=550瓦∴P熱=P電-P機=550-450=100瓦∵P熱=I2R=100瓦電動機線圈的電阻為4Ω。解：∴R=4ΩB組能力訓練題77.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關(guān),手動閉合后，當此開關(guān)溫度達到居里點（103℃）時，會自動斷開。S2是一個自動控溫開關(guān)，當溫度低于60℃時會自動閉合；溫度高于80℃時，會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈。分流電阻R1＝R2＝500Ω，計算加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計。（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比。S1S2R3R1R2黃燈紅燈電源220V由于電飯煲散熱，待溫度下降至60℃時，S2自動閉合，電飯煲重新處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)。解：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時把手動開關(guān)S1關(guān)閉，這時黃燈被短路紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合，待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)。（3）加熱時電飯煲消耗的電功率保溫時電飯煲消耗的電功率為從而有如果不閉合開關(guān)S1，開始S2總是閉合的，R1被短路，功率為P1，當溫度上升到80℃時，S2自動斷開，功率降為P2，溫度降低到60℃，S2自動閉合。溫度只能在60℃—80℃之間變化,不能把水燒開，不能煮熟飯。（2）如果不閉合開關(guān)S1,電飯煲不能將飯煮熟課堂互動講練純電阻電路的分析與計算例1定兩只標有“110V40W”的燈泡L1和標有“110V100W”的燈泡L2及一只最大阻值為500Ω的滑動變阻器R，將它們接在220V的電路中，在圖2－5－3所示的幾種接法中，最合理的是(

)圖2－5－3【思路點撥】該題所謂的最合理就是既能使兩個燈泡正常發(fā)光，又能使滑動變阻器消耗的功率最小，此時電路中的電流應(yīng)該最?。揪v精析】由L1(110V,40W)，L2(110V,100W)，可知R1>R2，由串、并聯(lián)電流電壓特點可知A、D中L1、L2一定不會同時正常發(fā)光，雖然B、C能使L1、L2同時正常發(fā)光，但B中P總＝2(P1＋P2)，C中P總＝2P2，所以選C.【答案】C【題后反思】求解這類問題，首先要明確電路中各元件之間的連接關(guān)系，再利用串、并聯(lián)電路的一些性質(zhì)和功率分配關(guān)系．求出各元件消耗的功率．電路中消耗的總功率等于各元件消耗的功率之和．變式訓練1如圖2－5－4所示，R1和R2都是“4W,100Ω”的電阻，R3是“1W,100Ω”的電阻，則AB間允許消耗的最大功率是______W.圖2－5－4答案：6在研究微型電動機的性能時，可采用如圖2－5－5所示的實驗電路．當調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和1.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V．求這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率和電動機的線圈電阻．非純電阻電路的分析和計算例2圖2－5－5【思路點撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)電動