高中物理課件-焦耳定律

名師課堂·一點通第二章恒定電流新知預習·巧設(shè)計要點一要點二第5節(jié)焦耳定律創(chuàng)新演練·大沖關(guān)隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升名師課堂第二章新知預習·巧設(shè)計要點一要點二第5節(jié)創(chuàng)新演練隨堂高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律1．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功和電

功率。1．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功和電2．掌握焦耳定律，明確電功和電

熱的區(qū)別。2．掌握焦耳定律，明確電功和電3．知道純電阻電路和非純電阻電路。3．知道純電阻電路和非純電阻電路。高中物理課件---焦耳定律[讀教材·填要點]1．電功和電功率

(1)電功：①實質(zhì)：導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功，把

轉(zhuǎn)化為

的能。電能其他形式[讀教材·填要點]電能其他形式②公式的推導：由電功W＝

W、I、U、t的單位分別為焦耳(J)、

、

、

。IUt安培(A)伏特(V)秒(s)②公式的推導：由快慢單位時間IU瓦特(W)快慢單位時間IU瓦特(W)2．焦耳定律

(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟

的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成

。

(2)表達式：Q＝

。電流正比I2Rt2．焦耳定律電流正比I2RtI2RI2R[試身手·夯基礎(chǔ)]1．電流通過一段電路時，自由電荷在電場力的作用下發(fā)生_______，_______對自由電荷做功。設(shè)一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I。在時間t內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量為________(圖2－5－1)，這相當于在時間t內(nèi)將電荷q由這段電路的一端移動到另一端。從上一章講的可知，電場力所做的功W＝________，而q＝It，所以W＝________。[試身手·夯基礎(chǔ)]圖2－5－1答案：定向移動電場力It

qU

UIt圖2－5－1答案：定向移動電場力ItqUUIt2．電流強度是2A的恒定電流，通過阻值是100Ω的純電阻，在5min內(nèi)消耗的電能是________焦耳。解析：由Q＝I2Rt可得：Q＝22×100×5×60J＝1.2×105J。答案：1.2×1052．電流強度是2A的恒定電流，通過阻值是100Ω的純電3．一臺功率為400W的洗衣機，工作電壓是220V，連續(xù)工作0.5h，洗衣機的工作電流是________A，所消耗的電能為________J。3．一臺功率為400W的洗衣機，工作電壓是220V，連答案：1.82

7.2×105答案：1.827.2×105高中物理課件---焦耳定律1．電功電路中保持持續(xù)電流的過程，就是靜電力移動自由電荷不斷做功的過程。靜電力做了多少功(也說電流做了多少功)，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因此說電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。1．電功2．電功與電熱電功是從電場理論出發(fā)的概念，是減少的電勢能的量度，因此不論是純電阻電路還是非純電阻電路，W＝UIt(P＝UI)都是成立的。電熱是電流流經(jīng)電路時，在電路中引起的發(fā)熱現(xiàn)象，焦耳定律是專門計算電熱的公式：Q＝I2Rt(P＝I2R)。2．電功與電熱高中物理課件---焦耳定律3．電路中功率關(guān)系無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。3．電路中功率關(guān)系[名師點睛]

(1)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題，比例法求解會使問題簡化，但一定要找準是正比還是反比關(guān)系。

(2)當分析用電器的功率問題時，既要分清用電器的特點，還要明白求的是總功率還是發(fā)熱功率。[名師點睛]1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W，PB＝40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V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圖2－5－2中的哪一個 (

)1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝圖2－5－2圖2－5－2[審題指導]

解決此類問題時，應把握以下兩點：(1)保證用電器正常工作。(2)電壓一定時，總電阻值最大，消耗總功率最小。[審題指導]解決此類問題時，應把握以下兩點：[解析]若要兩燈均正常發(fā)光，亦即每燈的電壓均為110V，對A電路，因為RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110V，B燈將被燒壞；對B電路UB＞U并，B燈將被燒壞；對C電路，RA可能等于B燈與變阻器并聯(lián)后的電阻，所以UA可能等于UB，等于110V，兩燈可能正常發(fā)光，且電路消耗總功率為200W，對D電路，變阻器可能等于兩燈并聯(lián)后總電阻，可能有UA＝UB＝U并＝110V，兩燈可能正常發(fā)光，且電路中消耗總功率為280W。

[答案]

C[解析]若要兩燈均正常發(fā)光，亦即每燈的電高中物理課件---焦耳定律1．純電阻電路和非純電阻電路

(1)純電阻電路：電流通過導體時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，如電爐、白熾燈等的電路。

(2)非純電阻電路：電流通過導體時，僅有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，如電動機等的電路。1．純電阻電路和非純電阻電路2．兩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元件特點電路中只有電阻元件除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器歐姆定律服從歐姆定律不服從歐姆定律2．兩種電路的比較兩種電路純電阻電路非純電阻電路元件特兩種電路比較內(nèi)容純電阻電路非純電阻電路能量轉(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)化為其他形式的能元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動機、電解槽等兩種電路純電阻電路非純電阻電路能量轉(zhuǎn)化電流做功全部轉(zhuǎn)化高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律2．在研究微型電動機的性能時，可采用如圖2－5－3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。圖2－5－32．在研究微型電動機的性能圖2－5－3[審題指導]

(1)電動機不運轉(zhuǎn)時相當于純電阻，由歐姆定律求線圈電阻。

(2)根據(jù)能量守恒求電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率。[審題指導]高中物理課件---焦耳定律則電動機的總功率P總＝U2I2＝15.0×2.0W＝30.0W，線圈電阻的熱功率P熱＝Ir＝2.02×2W＝8.0W，所以P輸出＝P總－P熱＝30.0W－8.0W＝22.0W。[答案]

22.0W

2Ω則電動機的總功率P總＝U2I2＝15.0×2.0W＝30.對于純電阻電路和非純電阻電路，判斷方法是從能量轉(zhuǎn)化的角度區(qū)分，而不能簡單地認為只要有電動機的電路就是非純電阻電路。當電動機不轉(zhuǎn)動時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時它就是一個純電阻。當電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，此時電路才是非純電阻電路。對于純電阻電路和非純電阻電路，判斷方法是從高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律1．(對應要點一)下列關(guān)于電功的說法中，錯誤的是(

)A．導體內(nèi)電場力移送電荷所做的功叫做電功B．電流做功的過程，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程C．電流做功消耗的能量，由電源來供給D．電功就是電能1．(對應要點一)下列關(guān)于電功的說法中，錯誤的是()解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，它們的單位都是焦耳，但功不能說就是能。故D錯誤。答案：D解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，它們的單位都是焦耳，但功不能說就是2．(對應要點二)規(guī)格為“220V

36W”的排氣扇，線圈的電阻為40Ω，求接上220V電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機械能的功率和發(fā)熱功率。2．(對應要點二)規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線答案：35W

1W答案：35W1W高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律點擊下圖進入“課下作業(yè)綜合提升”高中物理課件---焦耳定律名師課堂·一點通第二章恒定電流新知預習·巧設(shè)計要點一要點二第5節(jié)焦耳定律創(chuàng)新演練·大沖關(guān)隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升名師課堂第二章新知預習·巧設(shè)計要點一要點二第5節(jié)創(chuàng)新演練隨堂高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律1．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功和電

功率。1．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電功和電2．掌握焦耳定律，明確電功和電

熱的區(qū)別。2．掌握焦耳定律，明確電功和電3．知道純電阻電路和非純電阻電路。3．知道純電阻電路和非純電阻電路。高中物理課件---焦耳定律[讀教材·填要點]1．電功和電功率

(1)電功：①實質(zhì)：導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功，把

轉(zhuǎn)化為

的能。電能其他形式[讀教材·填要點]電能其他形式②公式的推導：由電功W＝

W、I、U、t的單位分別為焦耳(J)、

、

、

。IUt安培(A)伏特(V)秒(s)②公式的推導：由快慢單位時間IU瓦特(W)快慢單位時間IU瓦特(W)2．焦耳定律

(1)內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟

的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成

。

(2)表達式：Q＝

。電流正比I2Rt2．焦耳定律電流正比I2RtI2RI2R[試身手·夯基礎(chǔ)]1．電流通過一段電路時，自由電荷在電場力的作用下發(fā)生_______，_______對自由電荷做功。設(shè)一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I。在時間t內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電荷量為________(圖2－5－1)，這相當于在時間t內(nèi)將電荷q由這段電路的一端移動到另一端。從上一章講的可知，電場力所做的功W＝________，而q＝It，所以W＝________。[試身手·夯基礎(chǔ)]圖2－5－1答案：定向移動電場力It

qU

UIt圖2－5－1答案：定向移動電場力ItqUUIt2．電流強度是2A的恒定電流，通過阻值是100Ω的純電阻，在5min內(nèi)消耗的電能是________焦耳。解析：由Q＝I2Rt可得：Q＝22×100×5×60J＝1.2×105J。答案：1.2×1052．電流強度是2A的恒定電流，通過阻值是100Ω的純電3．一臺功率為400W的洗衣機，工作電壓是220V，連續(xù)工作0.5h，洗衣機的工作電流是________A，所消耗的電能為________J。3．一臺功率為400W的洗衣機，工作電壓是220V，連答案：1.82

7.2×105答案：1.827.2×105高中物理課件---焦耳定律1．電功電路中保持持續(xù)電流的過程，就是靜電力移動自由電荷不斷做功的過程。靜電力做了多少功(也說電流做了多少功)，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因此說電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。1．電功2．電功與電熱電功是從電場理論出發(fā)的概念，是減少的電勢能的量度，因此不論是純電阻電路還是非純電阻電路，W＝UIt(P＝UI)都是成立的。電熱是電流流經(jīng)電路時，在電路中引起的發(fā)熱現(xiàn)象，焦耳定律是專門計算電熱的公式：Q＝I2Rt(P＝I2R)。2．電功與電熱高中物理課件---焦耳定律3．電路中功率關(guān)系無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。3．電路中功率關(guān)系[名師點睛]

(1)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題，比例法求解會使問題簡化，但一定要找準是正比還是反比關(guān)系。

(2)當分析用電器的功率問題時，既要分清用電器的特點，還要明白求的是總功率還是發(fā)熱功率。[名師點睛]1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W，PB＝40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V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圖2－5－2中的哪一個 (

)1．額定電壓都是110V，額定功率PA＝圖2－5－2圖2－5－2[審題指導]

解決此類問題時，應把握以下兩點：(1)保證用電器正常工作。(2)電壓一定時，總電阻值最大，消耗總功率最小。[審題指導]解決此類問題時，應把握以下兩點：[解析]若要兩燈均正常發(fā)光，亦即每燈的電壓均為110V，對A電路，因為RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110V，B燈將被燒壞；對B電路UB＞U并，B燈將被燒壞；對C電路，RA可能等于B燈與變阻器并聯(lián)后的電阻，所以UA可能等于UB，等于110V，兩燈可能正常發(fā)光，且電路消耗總功率為200W，對D電路，變阻器可能等于兩燈并聯(lián)后總電阻，可能有UA＝UB＝U并＝110V，兩燈可能正常發(fā)光，且電路中消耗總功率為280W。

[答案]

C[解析]若要兩燈均正常發(fā)光，亦即每燈的電高中物理課件---焦耳定律1．純電阻電路和非純電阻電路

(1)純電阻電路：電流通過導體時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，如電爐、白熾燈等的電路。

(2)非純電阻電路：電流通過導體時，僅有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，如電動機等的電路。1．純電阻電路和非純電阻電路2．兩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元件特點電路中只有電阻元件除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器歐姆定律服從歐姆定律不服從歐姆定律2．兩種電路的比較兩種電路純電阻電路非純電阻電路元件特兩種電路比較內(nèi)容純電阻電路非純電阻電路能量轉(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)化為其他形式的能元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動機、電解槽等兩種電路純電阻電路非純電阻電路能量轉(zhuǎn)化電流做功全部轉(zhuǎn)化高中物理課件---焦耳定律高中物理課件---焦耳定律2．在研究微型電動機的性能時，可采用如圖2－5－3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。圖2－5－32．在研究微型電動機的性能圖2－5－3[審題指導]

(1)電動機不運轉(zhuǎn)時相當于純電阻，由歐姆定律求線圈電阻。

(2)根據(jù)能量守恒