物理魯科版選修3-1學(xué)案：課堂互動(dòng)-第3章第3節(jié)-焦耳定律-Word版含解析全面版(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課堂互動(dòng)三點(diǎn)剖析一、電功和電熱的區(qū)別與聯(lián)系1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，同樣，電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度.電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.可見電功與電熱是兩個(gè)不同的物理量.因此電功的定義式是WIUt，電熱的定義式是QI2Rt.2.從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，電功與電熱的數(shù)量關(guān)系為：WQ，即IUtI2Rt.在純電阻電路中，如白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵等構(gòu)成的電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，歐姆定律成立，即WQ或IUtI2Rt，在計(jì)算電熱和電功時(shí)，可采用W=Q=IUt=t=Pt中任一形式進(jìn)行計(jì)算.在非純電阻電路中，如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電等，電流做

2、功將除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，此時(shí)有WQ，或IUtI2Rt，此種情況下，歐姆定律不成立，電功只能用公式WIUt進(jìn)行計(jì)算，電熱只能用公式QI2Rt計(jì)算.【例1】 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)電阻為0.5 ，正常工作時(shí)通過(guò)的電流為20 A，在10 s內(nèi)轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為4.2×104 J.求：在這10 s內(nèi)電流做了功？電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為多少？解析：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)是非純電阻用電器，電功和電熱的公式不能通用.由于不知道加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，所以我們不能根據(jù)WIUt求電功.但我們可以先計(jì)算電熱，然后再根據(jù)能量守恒求電功.電熱QI2Rt2.0×103 J，現(xiàn)根據(jù)WQE機(jī)，故W2.0

3、5;103 J4.2×104 J4.4×104 J.答案：4.4×104 J2.0×103 J溫馨提示在非純電阻電路中，電功WIUt中的電壓UIR，原因是加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓有兩個(gè)貢獻(xiàn)：使導(dǎo)體的電阻發(fā)熱，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái).UIR只對(duì)純電阻電路成立.二、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系1.區(qū)別：電功率是指輸入某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過(guò)的電流I的乘積.熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而損耗的功率，其大小決定于通過(guò)這段導(dǎo)體中電流的平方和導(dǎo)體電阻的乘積.2.聯(lián)系：對(duì)于純電阻電路，電功率等于熱功率，計(jì)算時(shí)可用PIUI2

4、R中任一形式進(jìn)行計(jì)算.對(duì)非純電阻電路，電路消耗的電功率等于熱功率與機(jī)械功率等其他形式的功率之和，即電功率大于熱功率.【例2】 有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2 V電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.4 A，若把電動(dòng)機(jī)接入2.0 V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1.0 A，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是多大?如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大?解析：當(dāng)電動(dòng)機(jī)接入電壓為0.2 V電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)僅相當(dāng)于純電阻，設(shè)其電阻為R，由歐姆定律得：R=0.5 當(dāng)電機(jī)接入2.0 V電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗功率PU2I22.0&#

5、215;1.0 W2.0 W電動(dòng)機(jī)的電熱功率P熱I22R0.5 W電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出P-P熱2.0 W-0.5 W1.5 W如果正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于純電阻R，其上電壓即U2，所以電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱=I2R= W8 W.此時(shí)電機(jī)將要被燒毀.答案：1.5 W8 W溫馨提示對(duì)這個(gè)題我們要注意兩點(diǎn)：是當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)就相當(dāng)于一個(gè)純電阻，歐姆定律成立.而它正常工作時(shí)就不再是純電阻了，歐姆定律也不再成立.是電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于它消耗的電功率減去它的發(fā)熱功率.三、額定功率和實(shí)際功率【例3】 額定電壓都是110 V，額定功率PA100 W，PB40 W的A、B兩燈，接在220 V的電路中

6、，使電燈均正常發(fā)光，能使電路消耗的電功率最小的電路是圖3-3-1中的（）圖3-3-1解析：兩燈正常發(fā)光，兩燈的實(shí)際電壓等于其額定電壓，由P=可知RARB，根據(jù)串聯(lián)分壓關(guān)系，A圖中有UA110 V、UB110 V，兩燈不能正常工作，所以A錯(cuò).圖中A和變阻器并聯(lián)后的電阻比A電阻還要小，即仍有UA110 V、UB110 V，所以B錯(cuò).C和D圖中兩燈電壓均有可能為110 V，此時(shí)再看電路消耗的功率，C圖中燈A消耗功率100 W，燈B和變阻器并聯(lián)后的阻值與燈A相等，所以電路消耗的總功率為200 W，D圖中A、B兩燈并聯(lián)后的阻值與變阻器相等.所以變阻器消耗的功率為140 W，電路消耗的總功率為280 W.

7、答案：C溫馨提示此類問(wèn)題的思路分兩步：先分清哪個(gè)電路的A、B燈能正常發(fā)光，這里可以從電壓、電流、電功率三個(gè)量中任一個(gè)達(dá)到其額定值，其余兩個(gè)也達(dá)到額定值方面分析.確定了正常發(fā)光的電路后，再比較哪一個(gè)的實(shí)際功率小.可以用計(jì)算的方法去比較，也可以用定性分析法比較.各個(gè)擊破類題演練1一根電阻絲，通過(guò)2 C電荷量所消耗的電能是8 J，若在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)4 C的電荷量，該電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是（）A.4 V，16 JB.8 V，16 JC.4 V，32 JD.8 V，32 J解析：設(shè)電阻絲電阻為R，開始所加電壓U1，則W1q1U，即82U1，所以U14 V.設(shè)后來(lái)所加電壓為U2，產(chǎn)生的熱量為

8、W2，則：I2=I1=由得U2=U1=8 VW2q2U232 J.答案：D變式提升1有一個(gè)電解槽，額定電壓為220 V，額定電流為2.0 A，電阻為5.0 ，當(dāng)電解槽正常工作時(shí)，發(fā)熱消耗的功率P熱為_，在1 min內(nèi)有_J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.解析：電解槽是個(gè)非純電阻用電器，它消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.由P熱I2R可知，它的發(fā)熱功率P熱20 W.它轉(zhuǎn)化成的化學(xué)能就等于它消耗的電能減去它轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能.即E化UIt-I2Rt，代入數(shù)據(jù)可解得：E化2.52×104 J.答案：20 W2.52×104類題演練2一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過(guò)相

9、同的電流，在相同時(shí)間內(nèi)（）A.電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等B.電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C.電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D.電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐的功率解析：電爐屬于純電阻，電動(dòng)機(jī)屬于非純電阻.對(duì)于電爐有：UIR，放熱QI2Rt.消耗功率PI2R，對(duì)于電動(dòng)機(jī)有UIR，放熱QI2Rt，消耗功率PUII2R.答案：ABD變式提升2如圖3-3-2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.圖3-3-2解析：電壓表的示數(shù)為電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電源電壓已知，可得URU源-U電（60-50） V10 V由歐姆定

10、律：I=5 A，對(duì)電動(dòng)機(jī)，由能量關(guān)系有P電P熱-P出所以P出P電-P熱UI-I2R.代入數(shù)據(jù)得：P出210 W.答案：210 W類題演練3額定電壓為220 V，額定功率為40 W的燈泡，它的燈絲電阻為多少?如果把這只燈泡接在電壓為110 V的電路上，燈泡的實(shí)際功率為多少?（假設(shè)燈絲電阻不變）?解析：由于P=，所以燈泡的電阻R=1 210 當(dāng)燈泡所加電壓為110 V時(shí)，不是在額定電壓下工作，所以，這時(shí)燈泡的實(shí)際功率不是40 W，而應(yīng)按實(shí)際所加的電壓進(jìn)行計(jì)算，有P實(shí)= W=10 W.答案：1 210 10 W變式提升3將兩個(gè)燈泡A（220 V100 W）、B（220 V25 W）串聯(lián)后接在電路PQ

11、段，如圖3-3-3所示，為使兩燈泡都安全使用，在PQ段所加電壓的最大值是多少？PQ段電路允許消耗的最大功率是多少？圖3-3-3解析：由P=可得：RA=484 ，RB=1 936由PUI知：Ia= AIB= A則Um=(RA+RB)IB=(484+1 936) × A=275 VPm=IB2(RA+RB)31.25 W.答案：275 V31.25 W選擇朋友要經(jīng)過(guò)周密考察，要經(jīng)過(guò)命運(yùn)的考驗(yàn)，不論是對(duì)其意志力還是理解力都應(yīng)事先檢驗(yàn)，看其是否值得信賴。此乃人生成敗之關(guān)鍵，但世人對(duì)此很少費(fèi)心。雖然多管閑事也能帶來(lái)友誼，但大多數(shù)友誼則純靠機(jī)遇。人們根據(jù)你的朋友判斷你的為人：智者永遠(yuǎn)不與愚者為伍。樂(lè)與某人為伍，并不表示他是知已。有時(shí)我們對(duì)一個(gè)人的才華沒(méi)有信心，但仍能高度評(píng)價(jià)他的幽默感。有的友誼不夠純潔，但能帶來(lái)快樂(lè)；有些友誼真摯，其內(nèi)涵豐富，并能孕育成功。一位朋友的見識(shí)比多人的祝?？少F得多。所以朋友要精心挑選，而不是隨意結(jié)交。聰明的朋友則會(huì)驅(qū)散憂愁，而愚蠢的朋友會(huì)聚集憂患。此外，若想讓友誼地久天長(zhǎng)。這需要技巧和判斷力。有的朋友需近處，有的則需遠(yuǎn)交。不善言談的朋友可能擅長(zhǎng)寫信。距離能凈化近在身邊無(wú)法容忍的缺陷。交友不宜只圖快