物理選修人教新課標(biāo)焦耳定律課件

1、第二章恒定電流第二章恒定電流第五節(jié)焦耳定律第五節(jié)焦耳定律 1理解電功、電功率、電熱、熱功率及它們之間的關(guān)系 2應(yīng)用焦耳定律解決相關(guān)問(wèn)題(重點(diǎn)) 3區(qū)分電功和電熱，會(huì)在非純電阻電路中正確計(jì)算電功和電熱(重點(diǎn)難點(diǎn)) 一、電功和電功率 1電功 (1)實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的 做功自由電荷在靜電力作用下沿靜電力的方向做定向移動(dòng)，結(jié)果電荷的電勢(shì)能(電能)減小，其他形式的能 電流做功的過(guò)程就是將 轉(zhuǎn)化為 的過(guò)程靜電力靜電力增加增加電能電能其他形式的能其他形式的能 (2)公式的推導(dǎo) W、I、U、t的單位分別為焦耳(J)、安培(A)、伏特(V)、秒(s) 2電功率 二、焦耳定律 1焦耳定律 (1)理

2、論推導(dǎo)：對(duì)白熾燈、電爐等電熱元件，電流做功時(shí)將電能 轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的 ，所以有QW ，根據(jù)歐姆定律得 ，代入上式后有QI2Rt. (2)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 的二次方成正比，跟 及 成正比全部全部?jī)?nèi)能內(nèi)能UItUIR電流電流導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻通電時(shí)間通電時(shí)間 2熱功率 1發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)有何區(qū)別？ 提示：發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的裝置 2電流做功與電源做功的區(qū)別？ 提示：電流做功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，而電源做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程 一、純電阻電路與非純電阻電路 1兩種電路的比較兩種電路比較內(nèi)容純電阻電路非純電阻電路能

3、量轉(zhuǎn)化電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能 2.電功與電熱 【溫馨提示】不管是純電阻電路還是非純電阻電路，計(jì)算電功時(shí)都用WUIt，功率都用PUI，熱量都用QI2Rt，熱功率都用PI2R，若用變形式時(shí)，就要考慮是否是純電阻電路 二、串、并聯(lián)電路中電功率的分析與計(jì)算 1串聯(lián)電路 2并聯(lián)電路 3結(jié)論：無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的功率之和 【溫馨提示】(1)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問(wèn)題，比例法求解會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)化，但一定要確定是正比還是反比關(guān)系 (2)當(dāng)分析用電器的功率問(wèn)題時(shí)，一定要注意用電器的安全，即不要超過(guò)用電器的額定電壓、額定電流 額

4、定電壓都是110 V，額定功率PA100 W，PB40 W的電燈兩盞，若接在電壓是220 V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 純電阻電路中的功率分配及計(jì)算 對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光 對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光 對(duì)較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(IAIB)110，而D電路中變阻器功率為(IAIB)110，所以C電路消耗電功率最小 答案：C 【針對(duì)訓(xùn)練】 1.三個(gè)電阻分別標(biāo)有“100 4 W”、“200 2 W”、“50 8 W

5、”，若將它們并聯(lián)起來(lái)，允許消耗的最大功率是多少？ 規(guī)格為“220 V,36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 ，求： (1)接上220 V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； (2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率 非純電阻電路的電功率及熱功率 【針對(duì)訓(xùn)練】 2.在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 A和1.0 V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和15.0 V求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率和電動(dòng)機(jī)線圈的電阻 誤區(qū)：將非純電阻電路與純電阻電路混淆導(dǎo)致錯(cuò)誤 【典型例題】 電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，開關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流通過(guò)R做功為W1，產(chǎn)生的熱量為Q1，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生的熱量為Q2.則有 AU1Q2 DW1W2，Q1IRU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流做的功W1U1It，W2U2It，故W1Q2，而錯(cuò)選C項(xiàng)，實(shí)際上電動(dòng)機(jī)和電阻兩端的電壓并不相等，