2019春高中物理 第2章 恒定电流 5 焦耳定律课件 新人教版选修3-1.ppt

第二章 恒定电流 5焦耳定律 课前预习 1 定义电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 通电时间t三者的乘积 2 表达式W qU 3 单位国际单位为 符号为J 常用单位为千瓦时 kW h 亦称为 度 1度 焦耳 电功 电路中的电流I UIt 焦耳 3 6 106 4 物理意义反映电能转化为其他形式能的多少 5 对电功的理解 从力的角度 电流做功的实质是 对电荷做功 从能的角度 电流做功是 转化为其他形式能的过程 电功的大小量度着电能的转化 它标志着电能转化为其他形式的能 电场力 电能 电功率 功 时间 UI 瓦特 快慢 5 用电器的额定功率和实际功率 1 额定功率 用电器长期正常工作时的 也就是用电器加上额定电压 或通以额定电流 时消耗的电功率 2 实际功率 用电器 时消耗的电功率 为了保证用电器不被损坏 要求实际功率不能大于其额定功率 最大功率 实际工作 焦耳定律 电流 正比 I2Rt I2R 解析 家用电器中有纯电阻也有非纯电阻 故总电功率只能用P UI来计算 C正确 C 想一想 用电炉烧水时 炉盘内的电炉丝被烧得通红 产生大量的热 而连接电炉的导线却不怎么热 这是什么原因 解析 通电导线跟电炉丝是串联在一起的 通过它们的电流相等 而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多 由焦耳定律Q I2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多 课内探究 如图电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器 请思考 1 电风扇工作时 将电能主要转化为什么能 2 电熨斗工作时 将电能主要转化为什么能 提示 1 机械能 2 热能 探究一电功和电热的比较 1 1 两种电路的比较 2 电功与电热的计算公式比较 特别提醒 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路 计算电功时都可以用W UIt 功率都可以用P UI 热量都可以用Q I2Rt 热功率都可以用P I2R 若用变形式时 就要考虑是否是纯电阻电路 答案 1 35W1W 2 1210W1210W C 甲 乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示现将两灯泡串联起来接在电路中 两灯泡均发光 则两灯泡哪一个较亮 若将两灯泡并联接在电路中 两灯泡均发光 哪一个较亮 提示 甲 乙 探究二串 并联电路中电功率的分析与计算 2 3 结论无论是串联电路还是并联电路 电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和 特别提醒 1 求解串 并联电路中的功率分配问题 比例法求解会使问题简化 但一定要确定是正比关系还是反比关系 2 当分析用电器的功率问题时 一定要注意用电器的安全 即不要超过用电器的额定电压 额定电流 C 对于C电路 B灯与变阻器并联电阻可能等于RA 所以可能UA UB 110V 两灯可以正常发光 比较C D两个电路 由于C电路中变阻器功率为 IA IB 110 而D电路中变阻器功率为 IA IB 110 所以C电路消耗电功率最小 对点训练2 在长时间使用电烙铁的过程中 当暂时不使用时 如果断开电源 电烙铁将会很快变凉 再次使用时温度不能及时达到要求 如果不断开电源 烙铁头容易 烧死 且浪费电能 因此 实验室内常用的电路如图所示 其中RL为白炽灯泡 R为电烙铁 暂时不用电烙铁时 断开开关S 再次使用时闭合开关S 这样既能起到预热作用 又能保护电烙铁和节省电能 试用你学过的电学知识说明其道理 答案 暂时不用烙铁时 断开S RL与R串联后接在电路中 整个电路电阻较大 电流很小 消耗的电功率较小 同时又使R保持预热状态 需用烙铁时 接通S 电烙铁在额定电压下工作 很快升温 素养提升 1 电动机的特性 电动机是一种非纯电阻用电器 它把电能转化为机械能和内能 在电路计算中 欧姆定律不再适用 2 电动机的三个功率 1 电动机的总功率 输入功率 P总 UI 2 电动机的热功率P热 I2r 3 电动机的输出功率 机械功率 P出 UI I2r 含电动机电路的分析 解析 电动机工作时 其电路为非纯电阻电路 它从电源获取的功率一部分转化为线圈的热功率 另一部分转化为电动机的机械功率 1 电动机线圈上消耗的热功率为P热 I2r 1W 2 电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率 即P入 UI 5 1W 5W电动机的输出功率就是电动机对外做机械功的功率 根据P入 P出 P热得P出 P入 P热 5W 1W 4W 答案 1 1W 2 5W4W 3 2m 4 80