人教版高二物理 第2章第六節(jié)焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化課件 教科

1、第六節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化12022/7/30 星期六課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功、電熱和電功率的含義2理解焦耳定律的意義，并能利用焦耳定律解決實(shí)際問題3知道電功和電熱的區(qū)別，并能計(jì)算純電阻電路和非純電阻電路中的電功、電熱重點(diǎn)難點(diǎn)：純電阻電路和非純電阻電路中電功、電熱的區(qū)別和應(yīng)用22022/7/30 星期六核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第六節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化課前自主學(xué)案32022/7/30 星期六課前自主學(xué)案一、電功電功率1電功，即電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的_對自由電荷的_力在做功2電流做功的過程就是_轉(zhuǎn)化為_能的過程，電流做功的多少等于_轉(zhuǎn)化為_能的數(shù)量

2、3電功的公式：_.4電功率即單位時(shí)間內(nèi)_，電流在一段電路上做功的功率等于電流I與這段電路兩端的電壓U的乘積表達(dá)式為P _.恒定電場靜電電能其他形式電能其他形式WUIt電流所做的功UI42022/7/30 星期六二、焦耳定律熱功率1內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟_及_成正比2公式：QI2Rt.3熱功率：單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱功率P熱_ _.電流的二次方導(dǎo)體的電阻通電時(shí)間I2R52022/7/30 星期六三、電路中的能量轉(zhuǎn)化1電源內(nèi)部：_轉(zhuǎn)化為_同時(shí)，電源本身也有一定的_電流流過時(shí)電源也會(huì)_，消耗_2外電路：通過_做功，將電源輸出的_轉(zhuǎn)化為_的能量3表達(dá)式：_.4物理意義：電源把其他形式的能

3、量轉(zhuǎn)化為電能的功率_，等于_與電源內(nèi)電路的_之和，閉合電路歐姆定律實(shí)質(zhì)上是_在閉合電路中的具體體現(xiàn)其他形式的能電能電阻發(fā)熱一部分電能電場力電能其他形式IEIUI2rIE電源輸出功率IU熱功率I2r 能量守恒定律62022/7/30 星期六核心要點(diǎn)突破一、純電阻和非純電阻電路的區(qū)別72022/7/30 星期六即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.一只電爐的電阻絲電阻和一臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈電阻相同，都為R，設(shè)通過的電流相同，則(在相同時(shí)間內(nèi))下列說法正確的是()A電爐和電動(dòng)機(jī)的電熱相等B電動(dòng)機(jī)消耗功率大于電爐消耗功率C電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等解析：選ABC.此題關(guān)鍵是分清電爐

4、絲是純電阻用電器，而電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器82022/7/30 星期六二、電功和電熱的理解92022/7/30 星期六即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2.關(guān)于電功W和電熱Q的說法正確的是()A在任何電路中都有WUIt、QI2Rt，且WQB在任何電路中都有WUIt、QI2Rt，但W不一定等于QCWUIt、QI2Rt均只有在純電阻電路中才成立DWUIt在任何電路中成立，QI2Rt只在純電阻電路中成立解析：選B.WUIt、QI2Rt適用于一切電路，但在純電阻電路中WQ，在非純電阻電路中WQ，B對，A、C、D錯(cuò)102022/7/30 星期六三、閉合電路中的幾種功率1幾種功率及相互關(guān)系物理量內(nèi)容 電源的功

5、率P電源的內(nèi)耗功率P內(nèi)電源輸出功率P外普適表達(dá)式PIEP內(nèi)I2rP外IU外純電阻電路PI2(Rr)P內(nèi)I2rP外I2R聯(lián)系PP內(nèi)P外或IEI2rIU外112022/7/30 星期六122022/7/30 星期六(4)當(dāng)P出Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1R2r2.(5)P出與R的關(guān)系如圖261所示圖261132022/7/30 星期六即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3.如圖262所示，電源電動(dòng)勢E10 V，內(nèi)阻r0.2 ，標(biāo)有“8 V16 W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R00.15 ，則電源的輸出功率為()A16 WB440 WC80 W D400 W圖262

6、142022/7/30 星期六152022/7/30 星期六課堂互動(dòng)講練類型一純電阻電路和非純電阻電路電功計(jì)算例1 在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖263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)的線圈電阻162022/7/30 星期六圖263【思路點(diǎn)撥】(1)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于純電阻，由歐姆定律求線圈電阻(2)根據(jù)能量守恒求電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率172022/7/30 星期六182022/7/30

7、星期六【答案】22.0 W2 【規(guī)律總結(jié)】非純電阻電路中歐姆定律IU/R不成立. 電功率、電熱功率只能用PUI和PI2R求解其他功率用能量關(guān)系處理192022/7/30 星期六變式訓(xùn)練1如圖264所示，電阻R120 ，電動(dòng)機(jī)繞組的阻值R210 .當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I00.5 A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是()AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W圖264202022/7/30 星期六解析：選BD.由題意知，電路兩端的電壓UR1I010 V，閉合開關(guān)后，當(dāng)電壓全部加在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻上時(shí)，它的電流為1 A，但只

8、有一部分電壓加在電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上，所以I1.5 A，B對；同理電動(dòng)機(jī)所消耗的功率也小于10 W，則電路消耗的電功率P15 W，D正確，故選B、D.212022/7/30 星期六類型二串、并聯(lián)電路中的功率計(jì)算例2 給定兩只標(biāo)有“110 V40 W”的燈泡L1和標(biāo)有“110 V100 W”的燈泡L2及一只最大阻值為500 的滑動(dòng)變阻器R，將它們接在220 V的電路中，在下圖所示的幾種接法中，最合理的是()圖265222022/7/30 星期六【思路點(diǎn)撥】該題所謂的最合理就是既能使兩個(gè)燈泡正常發(fā)光，又能使滑動(dòng)變阻器消耗的功率最小，此時(shí)電路中的電流應(yīng)該最小【精講精析】由L1(110 V,40 W)，L2(

9、110 V,100 W)，可知R1R2，由串、并聯(lián)電流電壓特點(diǎn)可知A、D中L1、L2一定不會(huì)同時(shí)正常發(fā)光，雖然B、C能使L1、L2同時(shí)正常發(fā)光，但B中P總2(P1P2)，C中P總2P2，所以選C.【答案】C232022/7/30 星期六【規(guī)律總結(jié)】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242022/7/30 星期六變式訓(xùn)練2如圖266所示，R1和R2都是“4 W,100 ”的電阻，R3是“1 W,100 ”的電阻，則AB間允許消耗的最大功率是_ W.圖266252022/7/3

10、0 星期六答案：6262022/7/30 星期六類型三閉合電路中的功率問題例3 如圖267所示，電路中電池的電動(dòng)勢E5 V，內(nèi)電阻r10 ，固定電阻R90 ，R0是可變電阻，在R0從零增加到400 的過程中，求：圖267272022/7/30 星期六(1)可變電阻R0上消耗功率最大的條件和最大熱功率；(2)電池的電阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和；(3)R0調(diào)到多少時(shí)R上消耗的功率最大【思路點(diǎn)撥】求R0消耗的功率最大時(shí)，可將Rr都當(dāng)作電源的內(nèi)電阻來處理；求R上消耗的功率最大時(shí)，R0不能當(dāng)作電源內(nèi)阻了，因?yàn)樗强勺兊模{(diào)到最小時(shí)，電路中的電流最大，因此R上的功率就最大282022/7/30

11、 星期六292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六【規(guī)律總結(jié)】當(dāng)內(nèi)、外電路電阻相等時(shí)，電源有最大輸出功率，這個(gè)條件適用求變阻器上消耗的最大功率，不適用于求定值電阻上消耗功率的最大值因?yàn)镽0是可變電阻，不能當(dāng)作電源內(nèi)阻當(dāng)R0的阻值等于零時(shí)電路中會(huì)出現(xiàn)最大電流，而此時(shí)卻是R的最大功率的條件312022/7/30 星期六變式訓(xùn)練3(2020年廣東模擬)如圖268所示，電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接只合上開關(guān)S1，三個(gè)燈泡都能正常工作如果再合上S2，則下列表述正確的是()A電源輸出功率減小BL1上消耗的功率增大C通過R1上的電流增大D通過R3上的電流增大圖268322022/7/30 星期六解析