高中物理 3.3焦耳定律课件 鲁科选修31 51页

第3节　焦耳定律\n\n1．理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．2．知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．3．知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热，进一步体会能量守恒定律的意义和普适性．\n\n1．在电路中，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成________，此过程中电场力对自由电荷做功，在一段电路中________所做的功，就是电流做的功，简称电功．公式：W＝________.单位：________，符号：________.【答案】电流　电场力UIt焦耳　J2．电流所做的功，跟完成这些功所用时间的________叫做电功率．公式：P＝________.单位：________.符号：________.【答案】比值UI瓦特　W\n\n1．如何计算电功和电功率？2．焦耳定律的内容是什么？3．什么是热功率？4．电功率和热功率有什么区别与联系？5．你身边的电器哪些利用了电流的热效应？\n\n一、电能1．电功：电路内自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流，这时对做了功，这就是电功．公式表示为：W＝＝，表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的、、通电三者的乘积．单位：．2．电功率：电流在内做的功，公式表示为：P＝＝，表示电流在一段电路上做功的功率等于与这段电路两端的的乘积．单位：．电场力自由电荷qUUIt电压U电流I时间t焦耳(J)单位时间W/tUI电流I电压U瓦特(W)\n二、焦耳定律电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比，这就是焦耳定律．公式：，在纯电阻电路中还可写成：.三、身边的电热各种电器在使用中都会放出大量的电热，有的是利用这些电热，如电熨斗、、电烘箱、等．有的电器并不是利用的它的电热，这种电热要是散热不及时会造成危害，如电动机、电视机、、等．电流的二次方导体的电阻通电时间Q＝I2Rt电暖气电热水器电冰箱电脑\n\n一、电功和电热间的关系\n【答案】CD\n二、纯电阻电路和非纯电阻电路1．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较\n\n2．非纯电阻电路中的电流和电压的计算欧姆定律I＝U/R是不适用于非纯电阻电路的，因此在这样的电路中不能简单地用I＝U/R来进行处理，可用以下方法来处理：\n(1)将电阻与其他因素分离出来，区别对待．如电动机两端的电压为U，其内阻为R，电流I，为了方便处理，将电阻R与电动机分离，画出等效电路图，如右图，很明显，电压U是加在电阻R和电动机两端的共同电压，加在R两端的电压要比U小，所以用I＝U/R计算电路的电流就明显不对．若知道R两端的电压U′，对R使用欧姆定律I＝U′/R是可行的．\n\n含电动机电路的分析：(1)若电动机转动则由电能转化为机械能，此时为非纯电阻电路，部分电路的欧姆定律不再适用．(2)若电动机不转，则没有电能转化为机械能，此时损失的电能全部转化为内能，这时的电路为纯电阻电路．可以利用欧姆定律求解线圈的电阻．\n2.一台电风扇，内电阻是20Ω，接上220V的电压后正常工作，消耗的功率是66W，求：(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；(2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率，电机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？\n\n【答案】(1)0.3A　(2)64.2W　1.8W　97.3%(3)11A　2420W　2420W\n\n在电源电压不变的前提下，增加电炉电热丝在相等的时间内的发热量，可采取的措施是(　　)A．增大电热丝的电阻B．减小电热丝的电阻C．在电热丝上并联电阻D．在电热丝上串联电阻\n【答案】B\n本题易误选A.因为根据Q＝I2Rt知，导体上放出的热量Q与电阻R成正比．本题中电压不变，增大电炉丝电阻，电流减小，故Q与R不成正比．\n1－1：“220V,5.5kW”的电动机，电阻为0.4Ω，它在正常工作时的电流为________A,1s内产生的热量是________J,1s内有________J的电能转化为机械能．【解析】正常工作时I＝P/U＝25AQ＝I2Rt＝250J，P机＝P总－P热＝5250W，Q′＝P机t＝5250J.【答案】25　250　5250\n如下图所示，有A、B两灯额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W，接在220V电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是(　　)\n【答案】C\n\n2－1：三个电阻分别标有“100Ω，4W”、“200Ω，2W”、“50Ω，8W”，将它们串联起来，允许通过的最大电流为________A，允许消耗的最大总功率为________W．(不考虑温度对电阻的影响)\n【答案】0.1　3.5\n在研究微型电动机的性能时，可采用如下图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V．求：\n(1)这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．(2)电动机的正常工作状态是匀速提升一个2kg的物体，该物体竖直上升的速度多大？(g＝10m/s2)\n【答案】(1)22.0W　2Ω　(2)1.1m/s\n(1)电动机的等效处理电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻rD和无电阻的转动线圈D串联而成，如右图所示，电流通过rD时把电能转化为热能，而线圈D把电能转化为机械能．(2)输入功率：电动机的总功率．由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI.\n\n(7)解决电动机问题注意分两种情况：①当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率．②当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路．\n3－1：微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1Ω，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，且能正常工作．(1)求它的额定输入功率多大？(2)工作时由导线发热损失的功率多大？(3)它的最大输出功率多大？\n【解析】电动机正常工作时是非纯电阻电路，计算只能根据定义式：(1)额定输入功率P额＝UI＝2×0.8W＝1.6W(2)电动机发热功率P热＝I2R＝(0.8)2×1W＝0.64W(3)根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率P出＝P额－P热＝0.96W.【答案】(1)1.6W　(2)0.64W　(3)0.96W\n\n1．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内(　　)A．电炉放热和电动机放热相等B．电炉两端电压大于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的功率大于电炉的电功率【解析】由Q热＝I2Rt知A对．电炉为纯电阻电路UIt＝I2Rt，U＝IR，电动机为非纯电阻电路，U′I′t＞I′2Rt，U′＞I′R，B、C错，D对．【答案】AD\n2．如右图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3(　　)A．1∶1∶1　　　　　　　B．4∶1∶1C．1∶4∶4D．1∶2∶2\n【答案】C\n3.如右图所示，有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V,60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(　　)A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W\n【答案】C\n4．将标有“220V、100W”和“220V、25W”字样的两个灯泡A和B串联后接入电路，为使两个灯泡都能安全使用，电路两端所加电压的最高值是多少？这时两灯的实际功率之和是多少？【解析】因为串联电路中两灯的电流相等，所以为了安全使用，电路中的实际电流应等于两灯中最小的额定电流．\n【答案】275V　31.25W\n练考题、验能力、轻巧夺冠\n\n9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2021/11/182021/11/18Thursday,November18,202110、雨中黄叶树，灯下白头人。。2021/11/182021/11/182021/11/1811/18/20216:47:51PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2021/11/182021/11/182021/11/18Nov-2118-Nov-2112、故人江海别，几度隔山川。。2021/11/182021/11/182021/11/18Thursday,November18,202113、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2021/11/182021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202114、他乡生白发，旧国见青山。。18十一月20212021/11/182021/11/182021/11/1815、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十一月212021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202116、行动出成果，工作出财富。。2021/11/182021/11/1818November202117、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2021/11/182021/11/182021/11/182021/11/189、没有失败，只有暂时停止成功！。2021/11/182021/11/18Thursday,November18,202110、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2021/11/182021/11/182021/11/1811/18/20216:47:51PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2021/11/182021/11/182021/11/18Nov-2118-Nov-2112、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2021/11/182021/11/182021/11/18Thursday,November18,202113、不知香积寺，数里入云峰。。2021/11/182021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18十一月20212021/11/182021/11/182021/11/1815、楚塞三湘接，荆门九派通。。。十一月212021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202116、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2021/11/182021/11/1818November202117、空山新雨后，天气晚来秋。。2021/11/182021/11/182021/11/182021/11/189、杨柳散和风，青山澹吾虑。。2021/11/182021/11/18Thursday,November18,202110、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/11/182021/11/182021/11/1811/18/20216:47:51PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2021/11/182021/11/182021/11/18Nov-2118-Nov-2112、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/11/182021/11/182021/11/18Thursday,November18,202113、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2021/11/182021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202114、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18十一月20212021/11/182021/11/182021/11/1815、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。十一月212021/11/182021/11/182021/11/1811/18/202116、业余生活要有意义，不要越轨。2021/11/18202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