高二物理第六節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化課件-A3演示文稿設(shè)計(jì)與制作【繼續(xù)教育專(zhuān)業(yè)】

高二物理第六節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化課件-A3演示文稿設(shè)計(jì)與制作【繼續(xù)教育專(zhuān)業(yè)】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-A3演示文稿設(shè)計(jì)與制作第六節(jié)焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化課標(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(wèn)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．

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(duì)自由電荷的______力在做功．2．電流做功的過(guò)程就是_____轉(zhuǎn)化為_(kāi)________能的過(guò)程，電流做功的多少等于_____轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能的數(shù)量．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(chǎng)靜電電能其他形式電能其他形式W＝UIt電流所做的功UI感謝觀看謝謝大家A3演示文稿設(shè)計(jì)與制作信息技術(shù)2.0微能力認(rèn)證作業(yè)中小學(xué)教師繼續(xù)教育參考資料二、焦耳定律熱功率1．內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟____________成正比，跟__________及________成正比．2．公式：Q＝I2Rt.3．熱功率：?jiǎn)挝粫r(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I2R三、電路中的能量轉(zhuǎn)化1．電源內(nèi)部：_____________轉(zhuǎn)化為_(kāi)____．同時(shí)，電源本身也有一定的_____．電流流過(guò)時(shí)電源也會(huì)______，消耗____________．2．外電路：通過(guò)________做功，將電源輸出的____轉(zhuǎn)化為_(kāi)________的能量．3．表達(dá)式：_____________.4．物理意義：電源把其他形式的能量轉(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(chǎng)力電能其他形式IE＝IU＋I(xiàn)2rIE電源輸出功率IU熱功率I2r能量守恒定律核心要點(diǎn)突破一、純電阻和非純電阻電路的區(qū)別即時(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(guò)的電流相同，則(在相同時(shí)間內(nèi))下列說(shuō)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)鍵是分清電爐絲是純電阻用電器，而電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器．二、電功和電熱的理解即時(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(shuō)法正確的是(

)A．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立D．W＝UIt在任何電路中成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中成立解析：選B.W＝UIt、Q＝I2Rt適用于一切電路，但在純電阻電路中W＝Q，在非純電阻電路中W＞Q，B對(duì)，A、C、D錯(cuò)．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?jī)?nèi)容

電源的功率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P＝IEP內(nèi)＝I2rP外＝IU外純電阻電路P＝I2(R＋r)P內(nèi)＝I2rP外＝I2R聯(lián)系P＝P內(nèi)＋P外或IE＝I2r＋I(xiàn)U外(4)當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2.(5)P出與R的關(guān)系如圖2－6－1所示．圖2－6－1即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)

3.如圖2－6－2所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.2Ω，標(biāo)有“8V

16W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)線圈電阻R0＝0.15Ω，則電源的輸出功率為(

)A．16W

B．440WC．80WD．400W圖2－6－2課堂互動(dòng)講練類(lèi)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2－6－3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0.5A和1.0V；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2.0A和15.0V．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．圖2－6－3【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．【答案】

22.0W

2Ω【規(guī)律總結(jié)】非純電阻電路中歐姆定律I＝U/R不成立.電功率、電熱功率只能用P＝UI和P＝I2R求解．其他功率用能量關(guān)系處理．變式訓(xùn)練1如圖2－6－4所示，電阻R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)繞組的阻值R2＝10Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是I0＝0.5A，當(dāng)開(kāi)關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，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(

)A．I＝1.5AB．I＜1.5AC．P＝15WD．P＜15W圖2－6－4解析：選BD.由題意知，電路兩端的電壓U＝R1I0＝10V，閉合開(kāi)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1A，但只有一部分電壓加在電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上，所以I＜1.5A，B對(duì)；同理電動(dòng)機(jī)所消耗的功率也小于10W，則電路消耗的電功率P＜15W，D正確，故選B、D.類(lèi)型二串、并聯(lián)電路中的功率計(jì)算例2給定兩只標(biāo)有“110V

40W”的燈泡L1和標(biāo)有“110V

100W”的燈泡L2及一只最大阻值為500Ω的滑動(dòng)變阻器R，將它們接在220V的電路中，在下圖所示的幾種接法中，最合理的是(

)圖2－6－5【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?。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(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(P1＋P2)，C中P總＝2P2，所以選C.【答案】

C【規(guī)律總結(jié)】求解這類(lèi)問(wèn)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(xùn)練2如圖2－6－6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2－6－6答案：6類(lèi)型三閉合電路中的功率問(wèn)題例3如圖2－6－7所示，電路中電池的電動(dòng)勢(shì)E＝5V，內(nèi)電阻r＝10Ω，固定電阻R＝90Ω，R0是可變電阻，在R0從零增加到400Ω的過(guò)程中，求：圖2－6－7(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R＋r都當(dāng)作電源的內(nèi)電阻來(lái)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?，調(diào)到最小時(shí)，電路中的電流最大，因此R上的功率就最大．【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．變式訓(xùn)練3

(2020年廣東模擬)如圖2－6－8所示，電動(dòng)勢(shì)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(kāi)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B．L1上消耗的功率增大C．通過(guò)R1上的電流增大D．通過(guò)R3上的電流增大圖2－6－8解析：選C.在合上S2之前，三燈泡都能正常工作，合上S2之后，電路中的總電阻R總減小，則I總增大，