高二物理鲁科版选修3-1课件：第1部分 第3章 第3节《焦耳定律》

欢迎进入物理课堂 3 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 公式为Q I2Rt 4 纯电阻电路中电功和电热相等 非纯电阻电路中电功大于电热 1 电功 1 定义 当接通电路时 电路中就建立了电场 自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流 这时对自由电荷做了功 就是我们常说的电功 2 公式 W qU 3 单位 在国际单位制中是 符号 J 常用单位还有 kW h 俗称 度 1kW h 4 物理意义 指和其他形式能的转化过程 电场力 UIt 千瓦时 3 6 106J 电能 焦耳 单位时间 快慢 1 用电器两端电压为220V 这意味着 A 1A电流通过用电器时 消耗的电能为220JB 1C正电荷通过用电器时 产生220J的热量C 1A电流通过用电器时 电流的发热功率为220WD 1C正电荷从电势高端移到电势低端时 电场力做功220J 解析 由W UIt知 因时间未知 通过1A电流消耗的电能无法确定 故A错 若是纯电阻 发热功率为220W 但若不是纯电阻 发热功率则小于220W C选项错 移动1C正电荷电场力做功W Uq 220J D选项正确 只有在纯电阻电路中 电能才全部转化为内能 B选项错 答案 D 自学教材 1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比 跟导体的成正比 跟通电时间成 2 公式 Q 3 单位 焦耳 简称焦 符号J 4 微观解释 导体中的电子在电场力作用下做定向运动时 会与金属离子不断 碰撞时把一部分动能传递给离子 使离子热运动加剧 导致导体 电阻 I2Rt 电流 正比 碰撞 发热 2 身边的电热 1 电热水器 电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应 其电阻丝都是由电阻率的材料制成的 2 电焊是在焊接的金属接触面上通过 利用接触电阻产生的得到适合焊接的高温 从而对接触面进行焊接的一种方法 较大 电流 热量 3 插头和插座之间 电线连接处如果接触不良 都会产生大电阻 容易 甚至迸出火花 4 电视机和显示器的后盖有很多孔 计算机的CPU要安装散热片及风扇 都是为了 发热 散热 重点诠释 2 纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别纯电阻电路与非纯电阻电路是物理学中的两种常见电路 列表区分如下 2 有一只电风扇 标有 220V50W 字样 电动机线圈的电阻为0 4 把它接入220V的电路中 以下几种计算时间t内产生热量的方法中 正确的是 A Q U2 t RB Q PtC Q P U 2 RtD 以上三种方法均正确 答案 C 答案 1 48 4 2 826 4W 1 纯电阻用电器 电压 电流 电阻三者关系满足欧姆定律 电功率与电热功率相等 2 灯泡 电炉等常用的纯电阻用电器 严格地说 常温下的电阻与正常工作时的电阻不同 不同工作温度下的电阻也不同 但若没有特别说明 则不考虑温度对电阻率的影响 即电阻为定值 1 一根电阻丝 通过2C电荷量所消耗的电能是8J 若在相同的时间内通过4C的电荷量 该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是 A 4V 16JB 8V 16JC 4V 32JD 8V 32J 答案 D 解析 1 公式P UI可计算电动机消耗的总功率 因此电动机消耗的总电功率 P总 UI 220W 2 P I2R只能计算发热损耗的电功率 发热损耗的电功率 P热 I2R 1W 3 转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减去发热损耗的电功率 所以转化为机械能的功率为P机 P总 P热 219W 答案 220W1W219W 2 一台电动机额定电压为220V 额定电流为4A 让这台电动机正常工作 则下列说法正确的是 A 电动机对外做功的功率为880WB 电动机内发热功率为880WC 电动机的内电阻为55 D 电动机的额定功率为880W 解析 电动机额定功率P UI 880W 电动机不是纯电阻元件 额定功率等于发热功率与对外做功功率之和 故D对 A B错 而电动机的内电阻不能用额定电压与额定电流的比值计算 C错 答案 D 图3 3 1 例3 如图3 3 1所示 为电动机提升重物的装置 电动机线圈电阻为r 1 电动机两端电压为5V 电路中的电流为1A 求 1 电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少 2 电动机输入功率和输出功率各是多少 3 这台电动机的机械效率是多少 答案 1 1W 2 5W4W 3 80 电动机的功率和效率 1 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 2 输出功率 电动机做有用功的功率 3 热功率 电动机线圈上有电阻 电流通过线圈时要发热 热功率P热 I2r 4 功率关系 P总 P出 P热 上题中若物体重为20N 不计摩擦力 10s时间可以匀速把物体提升多高 答案 2m 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全