2021_2022版高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版选修3_1.ppt
合集下载
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件选修31高二选修31物理课件
12/12/2021
(3)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 答案 8 W 解析 电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率 P＝Ur2 ＝02.25 W＝8 W.
12/12/2021
例5 小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡 并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图1所 示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流；
12/12/2021
例3 额定电压都是110 V、额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的灯泡两盏，若接 在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路 是
12/12/2021
√
三、非纯电阻电路功率的分析与计算
1.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r. (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r. (4)电动机的效率：η＝PP出 入×100%＝IUI－UI2r×100%.
答案 0.6 A 图1
解析 流经灯泡的电流 IL＝UPL＝44 A＝1 A 流经电阻 R 的电流 IR＝U－RUL＝125－4 A＝1.6 A
流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A.
12/12/2021
(2)电动机的输出功率P出；
答案 2.04 W 解析 电动机消耗的总功率P′＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率 P热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机的输出功率P出＝P′－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W
(3)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 答案 8 W 解析 电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率 P＝Ur2 ＝02.25 W＝8 W.
12/12/2021
例5 小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡 并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图1所 示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流；
12/12/2021
例3 额定电压都是110 V、额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的灯泡两盏，若接 在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路 是
12/12/2021
√
三、非纯电阻电路功率的分析与计算
1.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI. (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r. (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r. (4)电动机的效率：η＝PP出 入×100%＝IUI－UI2r×100%.
答案 0.6 A 图1
解析 流经灯泡的电流 IL＝UPL＝44 A＝1 A 流经电阻 R 的电流 IR＝U－RUL＝125－4 A＝1.6 A
流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A.
12/12/2021
(2)电动机的输出功率P出；
答案 2.04 W 解析 电动机消耗的总功率P′＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W 电动机的热功率 P热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W 电动机的输出功率P出＝P′－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修3
四个定律：欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧 姆定律．
两个电路：串联电路和并联电路． 四个实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属丝的电 阻率、练习使用多用电表、测定电池的电动势和内阻．
1．用类比法理解抽象概念 在电流的形成和电动势的学习中，要用类比法进行理解． 2．用能量守恒定理分析问题 能量守恒定律是物理学的重要定律，在电功、电热、功率 的学习中充分体会能量守恒定律的作用和地位． 3．用程序法分析动态电路 在处理闭合电路的动态分析问题时，要抓住电路变化的主 线，首先找到引起整个电路变化的根源，先从总体分析电路的 电阻、电流变化，然后依次分析由于这种变化造成的各个支路 上的变化．
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
7
修3
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
复习课件
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修压)、静电力做功的基 础上，分析和研究直流电路的基本规律．在学习中要重点掌握 七个概念、四个定律、两个电路、四个实验．
七个概念：电动势、电流、电阻、电功、电功率、电热、 热功率．
4．电学实验以课本为依据进行拓展 在探究实验中，应掌握各种仪器的原理、使用方法、注意 事项，才能以不变应万变.
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
6
修3
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间 休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动 对身体不好哦~
2021/4/17
两个电路：串联电路和并联电路． 四个实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属丝的电 阻率、练习使用多用电表、测定电池的电动势和内阻．
1．用类比法理解抽象概念 在电流的形成和电动势的学习中，要用类比法进行理解． 2．用能量守恒定理分析问题 能量守恒定律是物理学的重要定律，在电功、电热、功率 的学习中充分体会能量守恒定律的作用和地位． 3．用程序法分析动态电路 在处理闭合电路的动态分析问题时，要抓住电路变化的主 线，首先找到引起整个电路变化的根源，先从总体分析电路的 电阻、电流变化，然后依次分析由于这种变化造成的各个支路 上的变化．
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
7
修3
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
复习课件
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修压)、静电力做功的基 础上，分析和研究直流电路的基本规律．在学习中要重点掌握 七个概念、四个定律、两个电路、四个实验．
七个概念：电动势、电流、电阻、电功、电功率、电热、 热功率．
4．电学实验以课本为依据进行拓展 在探究实验中，应掌握各种仪器的原理、使用方法、注意 事项，才能以不变应万变.
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
6
修3
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间 休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动 对身体不好哦~
2021/4/17
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件选修31高中选修31物理课件
12/10/2021
第十七页，共四十二页。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流 做功全部转化为热能，此时电动机中电流为
I′＝UR＝24200 A＝5.5 A， 电动机消耗的功率即电功率等于热功率： P 电′＝P 热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.
12/10/2021
2．电功和电热的区别与联系
12/10/2021
第十二页，共四十二页。
3.电功率和热功率的区别与联系 (1)区别：电功率是指输入某段电路的全部电功率，或这段 电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压 U 和通过 的电流 I 的乘积． 热功率是指在这段电路上因发热而损耗的功率，其大小决 定于通过这段导体中电流强度的平方和导体电阻的乘积． (2)联系：对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可 用 P＝IU＝I2R＝UR2中任一形式进行计算．对非纯电阻电路，电 路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之 和，即电功率大于热功率．
12/10/2021
第七页，共四十二页。
3．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转 化为____内__能___．
4．非纯电阻电路：像含有电__动__机__或__电__解__槽__等非纯电阻用电 器的电路被称为非纯电阻电路，在非纯电阻电路中，电流做的 功除了将电能转化为内能外，还转化为_机__械__能__或__化__学__能_等其他 形式的能量．
R2 消耗的功率 P＝I2R2②
比较①②得 R2＝4R1，故 R1 R2 R3＝1 4 4，C 正确．
12/10/2021
第二十九页，共四十二页。
12/10/2021
第三十页，共四十二页。
1．(多选)关于电功和焦耳热，下列说法正确的是( ACD ) A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式 W＝I2Rt B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式 W＝I2Rt C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用 Q＝I2Rt D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用 Q＝UIt
人教版选修3-1 第二章恒定电流 第五节焦耳定律 课件
从能量转化与守恒角度理解纯电阻电路和非纯电阻电路中， 电功和热功的关系
说方法
教法：本节课我采用问题驱动法；推理法；类比法；归
纳法；
学法：实验探究法，使学生在探究中学习，在合作中突
破重难点。通过设疑启发学生思考，通过练习强化理解加 深记忆。
说教学过程
第五讲 《焦耳定律》
创设情境 导入新课
自主 学习
过程与方法
通过相关的生活实例和实验探究，让学生理解电流做功的本质就是电能 转化成其他形式能地过程。
情感、态度与价值观
1.通过学习，进一步体会能量守恒的普适性。 2.培养学生探索自然规律的科学态度，体会“物理来源于生活，更应用 生活的本质”。
说重难点
重点：
掌握电功、电功率与电热、热功率的计算方法。
难点：
第三环节：合作探究
问题3：电动机不转时，相当于一个什么元件？
问题4：高速运转的电动机由于发生机械故障，突然停止转 动，可能会发生什么情况？ （此处引入一个电风扇由于运转 不畅而引发的起火实验小视频）
第三环节：合作探究
电动机的输出功率
问题5：针对实验结果分析，实验中发现：电动机转动时， 电功率（UI）大于热功率（I2R），两者的差值到哪儿去了？
P出=UI-I2R
第四环节：巩固延伸
活动四、探究电功和电热的关系
⑴ 纯电阻电路 ⑵ 非纯电阻电路
设计意图：以类比、归纳的方式为学生呈现两种不 同电路中电功和电热的关系，放在一张画面上，给 学生形成视觉冲击，增加学生理解及记忆。
纯电阻电路:
R
I=U/R电能W Nhomakorabea→ 内能
Q
IUt
=
I2Rt
电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
说方法
教法：本节课我采用问题驱动法；推理法；类比法；归
纳法；
学法：实验探究法，使学生在探究中学习，在合作中突
破重难点。通过设疑启发学生思考，通过练习强化理解加 深记忆。
说教学过程
第五讲 《焦耳定律》
创设情境 导入新课
自主 学习
过程与方法
通过相关的生活实例和实验探究，让学生理解电流做功的本质就是电能 转化成其他形式能地过程。
情感、态度与价值观
1.通过学习，进一步体会能量守恒的普适性。 2.培养学生探索自然规律的科学态度，体会“物理来源于生活，更应用 生活的本质”。
说重难点
重点：
掌握电功、电功率与电热、热功率的计算方法。
难点：
第三环节：合作探究
问题3：电动机不转时，相当于一个什么元件？
问题4：高速运转的电动机由于发生机械故障，突然停止转 动，可能会发生什么情况？ （此处引入一个电风扇由于运转 不畅而引发的起火实验小视频）
第三环节：合作探究
电动机的输出功率
问题5：针对实验结果分析，实验中发现：电动机转动时， 电功率（UI）大于热功率（I2R），两者的差值到哪儿去了？
P出=UI-I2R
第四环节：巩固延伸
活动四、探究电功和电热的关系
⑴ 纯电阻电路 ⑵ 非纯电阻电路
设计意图：以类比、归纳的方式为学生呈现两种不 同电路中电功和电热的关系，放在一张画面上，给 学生形成视觉冲击，增加学生理解及记忆。
纯电阻电路:
R
I=U/R电能W Nhomakorabea→ 内能
Q
IUt
=
I2Rt
电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律课件1高二选修31物理课件
12/9/2021
第九页，共三十九页。
2．通过电阻 R 的电流为 I 时，在时间 t 内产生的热量为 Q；
若电阻为 2R，电流为2I时，则在时间 t 内产生的热量为( )
A．4Q
B．2Q
C．Q2 解析：选 C
D．Q4 由电热公式 Q＝I2Rt 可得 Q′＝2I2·2Rt＝12I2Rt
＝Q2 ，故选项 C 正确．
第二章 恒定电流
12/9/2021
第一页，共三十九页。
5节 焦耳定律 第
(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
12/9/2021
第二页，共三十九页。
学习目标
1．理解电功的概念，掌握电功和电功率的计算公式． 2．搞清电功率和热功率的区别和联系． 3．理解焦耳定律，掌握焦耳定律的应用． 4．理解纯电阻电路和非纯电阻电路中的能量转化．
P 热＝UI＝I2R＝UR2
关系
P 电＝P 热
非纯电阻电路 P 电＝UI P 热＝I2R P 电>P 热
12/9/2021
第十七页，共三十九页。
|例题展示| 【例 1】 如图所示为电动机提升重物的装 置，电动机线圈的电阻为 r＝1 Ω，电动机两端 电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，物体 A 重 20 N．忽略一切摩擦，求：
12/9/2021
第二十四页，共三十九页。
★要点二 串、并联电路中电功率的分析与计算
1．串联电路
|要点归纳|
各部分电路电流I相同，根据P＝I2R， 各电阻上的电功率与电阻成正比 功率关系总功率P＝UI＝U1＋U2＋…＋UnI＝ P1＋P2＋…＋Pn
12/9/2021
第二十五页，共三十九页。
2．并联电路
A．P 出＝2 W，P 热＝0.5 W B．P 出＝1.5 W，P 热＝8 W C．P 出＝2 W，P 热＝8 W D．P 出＝1.5 W，P 热＝0.5 W
第九页，共三十九页。
2．通过电阻 R 的电流为 I 时，在时间 t 内产生的热量为 Q；
若电阻为 2R，电流为2I时，则在时间 t 内产生的热量为( )
A．4Q
B．2Q
C．Q2 解析：选 C
D．Q4 由电热公式 Q＝I2Rt 可得 Q′＝2I2·2Rt＝12I2Rt
＝Q2 ，故选项 C 正确．
第二章 恒定电流
12/9/2021
第一页，共三十九页。
5节 焦耳定律 第
(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
12/9/2021
第二页，共三十九页。
学习目标
1．理解电功的概念，掌握电功和电功率的计算公式． 2．搞清电功率和热功率的区别和联系． 3．理解焦耳定律，掌握焦耳定律的应用． 4．理解纯电阻电路和非纯电阻电路中的能量转化．
P 热＝UI＝I2R＝UR2
关系
P 电＝P 热
非纯电阻电路 P 电＝UI P 热＝I2R P 电>P 热
12/9/2021
第十七页，共三十九页。
|例题展示| 【例 1】 如图所示为电动机提升重物的装 置，电动机线圈的电阻为 r＝1 Ω，电动机两端 电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，物体 A 重 20 N．忽略一切摩擦，求：
12/9/2021
第二十四页，共三十九页。
★要点二 串、并联电路中电功率的分析与计算
1．串联电路
|要点归纳|
各部分电路电流I相同，根据P＝I2R， 各电阻上的电功率与电阻成正比 功率关系总功率P＝UI＝U1＋U2＋…＋UnI＝ P1＋P2＋…＋Pn
12/9/2021
第二十五页，共三十九页。
2．并联电路
A．P 出＝2 W，P 热＝0.5 W B．P 出＝1.5 W，P 热＝8 W C．P 出＝2 W，P 热＝8 W D．P 出＝1.5 W，P 热＝0.5 W
新版物理选修3-1 2.5 焦耳定律(共20张PPT)学习PPT
2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化 为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有 多少电能转化为其它形式的能。
单位时间内电流所做的功叫做电功率．
单位：W kW 公式：P=W/t=UI
当电阻相等，时间t
探定电讨义流几 ： 通个单过用位导电时体器间产的内生能电的量流热转所量化做跟情的电况功流叫的做二电次功方率成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。相来同研，究电放流出I的不热同量，Q
公式：P=W/t=UI 第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律
什么是纯电阻电路？
电能全部转化为内能如
白炽电灯、电炉、电热毯等
电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等 二、焦耳定律（实验定律） 电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等 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，跟通电的时间成正比。 内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常 当电阻相等，时间t相同，电流I不同，来研究放出的热量Q与电流I的关系，而Q=CmΔt，所以，当液体相同，质量相等时，Q与Δt成正
只有部分电能转化为内能。 比，也就能得出电流与Δt的关系或者电流的平方与Δt的关系。
电流I、电阻R和通电时间t三个量有关系 1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关：
电路中含用电动机、电解槽等。 说的电流所做的功,简称电功.
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，跟通电的时间成正比。 内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 小结：电功和电功率、电热和热功率 Q＝I2Rt＝UIt＝W （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． 1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关： 第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律 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，跟通电的时间成正比。 定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常
单位时间内电流所做的功叫做电功率．
单位：W kW 公式：P=W/t=UI
当电阻相等，时间t
探定电讨义流几 ： 通个单过用位导电时体器间产的内生能电的量流热转所量化做跟情的电况功流叫的做二电次功方率成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。相来同研，究电放流出I的不热同量，Q
公式：P=W/t=UI 第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律
什么是纯电阻电路？
电能全部转化为内能如
白炽电灯、电炉、电热毯等
电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等 二、焦耳定律（实验定律） 电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等 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，跟通电的时间成正比。 内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常 当电阻相等，时间t相同，电流I不同，来研究放出的热量Q与电流I的关系，而Q=CmΔt，所以，当液体相同，质量相等时，Q与Δt成正
只有部分电能转化为内能。 比，也就能得出电流与Δt的关系或者电流的平方与Δt的关系。
电流I、电阻R和通电时间t三个量有关系 1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关：
电路中含用电动机、电解槽等。 说的电流所做的功,简称电功.
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，跟通电的时间成正比。 内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 小结：电功和电功率、电热和热功率 Q＝I2Rt＝UIt＝W （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． 1、电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关： 第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律 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，跟通电的时间成正比。 定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版选修3_1
2 U D．P＝I2R＋ R
• 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。
『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？ 导学号 74700368
• 答案：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 前 预 习
•电功
• 1．定义 电路中的电流 I • 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 UIt • W＝qU＝______。 • 3．单位 焦耳 • 国际单位为3.6 ______ ×106 ，符号为J。常用单位为千瓦时(kW·h)， 亦称为“度”，1度＝_____________焦耳。
•焦耳定律
1．焦耳定律
电流 (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 正比 。 电阻及通电时间成________ I2Rt (2)表达式：Q＝________ 。
2．热功率 (1)定义：单位时间内放出的热量。 Q I2 R (2)表达式：P＝ t ＝_________ 。
• • • •
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 电场力 ①从力的角度，电流做功的实质是_____________对电荷 电能 做功。 • ②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。
所示 P 即是电功率。( × )
• 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。
『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？ 导学号 74700368
• 答案：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 前 预 习
•电功
• 1．定义 电路中的电流 I • 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 UIt • W＝qU＝______。 • 3．单位 焦耳 • 国际单位为3.6 ______ ×106 ，符号为J。常用单位为千瓦时(kW·h)， 亦称为“度”，1度＝_____________焦耳。
•焦耳定律
1．焦耳定律
电流 (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 正比 。 电阻及通电时间成________ I2Rt (2)表达式：Q＝________ 。
2．热功率 (1)定义：单位时间内放出的热量。 Q I2 R (2)表达式：P＝ t ＝_________ 。
• • • •
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 电场力 ①从力的角度，电流做功的实质是_____________对电荷 电能 做功。 • ②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。
所示 P 即是电功率。( × )
高中物理第二章恒定电流第5节焦耳定律课件新人教版选修3_1
1.电动机模型 如图， 电动机由线圈电阻 和其他元件组成， 电动机工作 时，部分电压加在线圈电阻 上，大部分电压加在其他元件上用来将电能转化为 机械能，此时电路为非纯电阻电路，通电但电动机 不工作时，电压全部加在线圈电阻上，此时电路为 纯电阻电路。
2．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。 3．输入功率：电动机的总功率。计算公 式：P 总＝UI。
4．输出功率：电动机做有用功的功率。 如图所示，P 出＝mg· v(设重物匀速上升)。
5．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。 6．功率关系：P 总＝P 出＋P 热。 P出 7．电动机的效率：η＝ 。 P总
[注意] 在非纯电阻电路中，只能用 W ＝ UIt， P＝UI 计算电功和电功率； Q＝I2Rt 及 P 热＝I2R 计算电热和热功率。
[解析]
当电流表和电压表的示数为 0.5 A
[典型例题] 例 2.在研究微型电动机的性 能时，可采用如图所示的实验电 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 0.5 A 和 1.0 V； 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 2.0 A 和 15.0 V。求这台 电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈 电阻。
[即时巩固] 1．如图所示电路中，R1＝ R3＜R2＝R4，在 a、b 两端接上 电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为 P1、 P2、P3、P4，则它们的大小关系是( A．P1＝P3＜P2＝P4 B．P2＞P1＞P3＞P4 C．P2＞P1＞P4＞P3 D．P1＞P2＞P3＞P4 )
解析：选 B 根据并联电阻的特点， R3、R4 两电阻的并联值 R34 要小于 R3， 所以根据串联电路中功率分配关系可知 P2＞P1＞P34。再根据并联电路中功率分 配关系可知 P3＞P4，故选项 B 正确。
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
算公式及相关单位。
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
人教版高中物理选修3-1第2章第5节焦耳定律(14张PPT)
P55. 2 、 3、 4
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
R为5Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电思议 压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40Ω的电热展评 水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？ 检评
作业
首页
菜单
练“大习1小20：的V 顺四4W序个”排定，列值R这电B四、阻个R连D定的成值规图电格所阻为示，“并的1说0电V明路2理。W由”R。A。、请R按C 的消规耗格功为思 展 检 导率议 评 评 学
作业 首页
菜单
练习3：电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的导学
加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅思议
的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电阻丝。
展评
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？检评
说明理由。
作业
（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1与首页 R2的比值是多少？
菜单
电功表达式：
导学 思议
W qU
展评 检评
作业
q It
首页
电流在一段电路中所做的功，等于这段电路 两端的电压 U、电路中的电流 I、通电时间 t 三 者的乘积。
菜单
电功率表达式：
导学 思议
PW
展评 检评
t
作业
首页
电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段 电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。
第二章 恒定电流
作业
2020.10.02
主讲： 娄员俊
检评 展评
高二物理组
思议
导学
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版选修31
J.
3.6×106
第六页，共41页。
2.电功率 (1)定义(dìngyì)：时单间位(shíjiān) 内电流所做的功. (2)公式：P＝ W＝ UI .
t (3)单位：瓦，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢.
第七页，共41页。
即学即用 判断下列说法(shuōfǎ)的正误. (1)电流做功的实质是静电力对电荷做功.( )√ (2)电功率越大，表示电流做功越多.( ×) (3)某导体两端电压为10 V，当通过2 C的电荷时，电流做功的功率为20 W.(×)
第二十三页，共41页。
针对训练(xùnliàn)1 (多选)有三个电阻的阻值及额定功率分别为R1＝10 Ω、P1＝
10 W，R2＝20 Ω、P2＝80 W，R3＝5 Ω、P3＝20 W，它们组成的电路如图2甲、
乙、丙所示，关于各图的说法正确的是
答案 (dá àn)
解析 ( jiě xī)
图2
A.图甲两端允许加的最大电压为60 V
第二章 恒定电流
5 焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共41页。
学习目标 1.理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算. 2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别(qūbié)和联系. 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别(qūbié).
第二页，共41页。
内容(nèiróng)索引
非纯电阻电路
W＝UIt P电＝UI
Q＝I2Rt P热＝I2R W＝Q＋E其他＞Q P电＝P热＋P其他＞P热 U＞IR，不适用
即学即用
判断下列说法的正误. (1)电功一定等于电热.( ) × (2)电动机消耗了电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电 热.( ) √ (3)电热Q＝I2Rt可以用来计算(jìsuàn)所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.(√) (4)电功W＝UIt可以用来计算(jìsuàn)所有电路中电流所做的功.( )
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修3-1
W 解析： 电功率公式 P＝ t ， 表示电功率越大， 电流做功越快． 对
P 2 P 于一段电路，有 P＝IU，I＝U，焦耳热 Q＝U Rt，可见 Q
与 P、U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错．W U ＝IUt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝ R只适用于 纯电阻电路，B 对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳 热＋其他形式的能，所以 W＞Q，即 IU＞I2R，C 对．Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对．
U 服从欧姆定律，I＝ R 定律
电功
2 U W＝UIt＝I2Rt＝ t R
不服从欧姆定律，U＞IR
W＝UIt
纯电阻电路 电热 关系 元件 举例
2 U Q＝UIt＝I2Rt＝ t R
非纯电阻电路
Q＝I2Rt
W＝ Q 电阻、电炉丝、白炽灯等
W＞ Q
电动机、电解槽等
考查维度 1
对电功和电热的理解
关于电功 W 和电热 Q 的说法正确的是( B ) A．在任何电路中都有 W＝UIt、Q＝I2Rt，且 W＝Q B．在任何电路中都有 W＝UIt、Q＝I2Rt，但 W 不一定等于 Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt 在任何电路中都成立，Q＝I2Rt 只在纯电阻电路 中成立
U1 0.2 解析：(1)电动机不转时，设线圈电阻为 R，则 R＝ ＝ Ω I1 0.4 ＝0.5 Ω. (2)电动机正常工作时消耗的功率为 P＝U2I2＝2.0×1.0 W＝ 2.0 W 电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为 P 0.5 W＝0.5 W 电动机正常工作时的输出功率为 P 出＝P－P 损＝(2.0－0.5)W ＝1.5 W
3．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的 是(BCD) A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定 越多
高中物理第2章恒定电流第5节焦耳定律课件新人教版选修3
转化为机械能的功率 P 机＝P－P 热＝(36－1) W＝35 W.
(2)排气扇扇叶被卡住不能转动后，电动机相当于纯电阻， 电能全部转化为热能，此时通过排气扇的电流为
I′＝UR＝24200 A＝5.5 A， 电动机消耗的电功率等于发热功率，即 P 机＝P 热＝I′U＝5.5×220 W＝1 210 W. 答案：(1)P机＝35 W，P热＝1 W (2)P机＝P热＝1 210 W
服从欧姆定律，I＝UR
不服从欧姆定律，U＞IR 或 I＜UR
能量 电流做功，电能全部转化为 电流做功，电能除转化为内能外
转化 内能
还要转化为其他形式的能
元件 举例
电阻、电炉丝、白炽灯等
电动机、电解槽等
2.电功和电热 (1)电功与电热
比较
纯电阻电路
能量
转化 电功 电热 关系
W＝UIt＝I2Rt＝UR2t Q＝UIt＝I2Rt＝UR2t
(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和
发热的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机
消耗的电功率和发热的功率． 解析：(1)排气扇在 220 V 电压下正常工作的电流为 I＝UP＝
36 220
A≈0.16 A，
发热功率 P 热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W，
电流做功与电源做功有什么区别？ 【答案】电流做功是把电能转化为其他形式的能，电源做 功是把其他形式的能转化为电能．
二、焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电__流__的_二__次_方_____ 成正比，导跟体_的__电_阻______通__电及时_间___________成正比． 2．表达式：Q＝___I_2R_t_______. 3．热功率：单位时间内的发热量P＝___I2_R_. _____
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修3-1.ppt
器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个白
炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接
到市电上(如图所示),下列说法正确的是(
)
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热
2
为 时,则在时间 t 内产生的热量为(
A.4Q
B.2Q
2
)
C.
2
2
2
D.
1 2
2
1
2
4
解析:由电热公式 Q=I Rt 可得:Q'=( ) ×2Rt= I Rt= Q.
答案:C
1
2
3
4
5
3.如图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点 a、b
之间电阻是 R,在 a、b 间加上电压 U,测得流过电路的电流
A 和 1.0 V;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 2.0 A 和 15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈
电阻.
点拨:(1)电动机不转时相当于纯电阻,由欧姆定律求线圈电阻.
(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率.
探究一
探究二
解析:当电流表和电
B.任何电路中的电功 W=UIt,电热 Q=I2Rt,且 W 有时不等于 Q
2
C.电功 W=UIt 在任何电路中都适用,Q=I Rt 只在纯电阻电路中适用
2
D.电功 W=UIt,电热 Q=I Rt,只适用于纯电阻电路
点拨:W=UIt 和 Q=I2Rt 两公式的适用条件是判断问题的依据.
炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接
到市电上(如图所示),下列说法正确的是(
)
A.开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大
B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小
C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热
2
为 时,则在时间 t 内产生的热量为(
A.4Q
B.2Q
2
)
C.
2
2
2
D.
1 2
2
1
2
4
解析:由电热公式 Q=I Rt 可得:Q'=( ) ×2Rt= I Rt= Q.
答案:C
1
2
3
4
5
3.如图中虚线框内是一个未知电路,测得它的两端点 a、b
之间电阻是 R,在 a、b 间加上电压 U,测得流过电路的电流
A 和 1.0 V;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 2.0 A 和 15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈
电阻.
点拨:(1)电动机不转时相当于纯电阻,由欧姆定律求线圈电阻.
(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率.
探究一
探究二
解析:当电流表和电
B.任何电路中的电功 W=UIt,电热 Q=I2Rt,且 W 有时不等于 Q
2
C.电功 W=UIt 在任何电路中都适用,Q=I Rt 只在纯电阻电路中适用
2
D.电功 W=UIt,电热 Q=I Rt,只适用于纯电阻电路
点拨:W=UIt 和 Q=I2Rt 两公式的适用条件是判断问题的依据.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
故C项错误,D项正确。
2.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡均正常
【素养训练】 1.(母题追问)上述例题中如果B灯的额定功率改为180 W,上述四个选项中哪一 个选项能够使得两个灯泡都正常发光?
【解析】由公式P=U2,得R= U,2所以B灯的电阻小于A灯的电阻,所以是需要A灯 并联一个电阻再和BR灯串联才P能正常工作,故此时选B电路。 答案:见解析
2.一灯的额定功率为P,额定电压为U,若将灯接在电动势等于U的电源上,这时灯 的实际功率为0.64P。现将四个与它相同的灯并联在该电源上,则每个灯的实际 功率为 ( )
功率。 ( × )
R
关键能力·合作学习
知识点一 串、并联电路中的电功率 1.串联电路功率关系
2.并联电路功率关系
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。
【问题探究】 电饭锅在工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前处于加热状态;另一种是 水烧干以后的保温状态(如图为电饭锅的原理图)。
【解析】选C。对电灯有P=UI= U2 ,可知:RA<RB,对于A电路,由于RA<RB,所以 UB>UA,且有UB>110 V,B灯被烧毁,RA错误。对于B电路,由于RB>RA,A灯又与滑动变 阻器并联,并联部分电阻小于RB,所以UB>U并>110 V,B灯被烧毁,B错误。对于C电 路,B灯与滑动变阻器并联,并联部分电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110 V,两 灯可以正常发光。对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻, 则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,灯A、B均正常发光,流 过A、B的电流均为额定电流,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)×110 V,而 D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110 V,所以C电路消耗电功率最小。
(3)适用范围:任何电路。
2.热功率 (1)定义:单位时间内产生的_电__热__。 (2)公式:P= Q =_I_2R_。
t
3.下列说法中有科学依据的是_①__③__④__。 ①电流做功越快,电功率越大 ②Q=I2Rt只适用于纯电阻电路求电热 ③电流做功的过程是指静电力做功的过程 ④在非纯电阻电路中热功率一定小于电功率 ⑤电功率越大,说明电流做功越大
二、焦耳定律 【情景思考】 在电风扇正常工作时,如何计算产生的热量,其消耗的电能与产生的热量相等吗?
提示:热量的计算要依据焦耳定律,电风扇正常工作时消耗的电能与产生的热量 不相等。
1.焦耳定律 (1)内容: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__及
通电时间成正比。 (2)公式:Q=_I_2R_t_。
(5)意义:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程。电功的大小量度
着电能的转化,它标志着有多少电能转化为其他形式的能。
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫作电功率。 (2)表达式:P= W =_U_I_。
t
(3)单位:瓦特,符号_W_。 常用的单位还有千瓦(kW),1 kW= _1__0_0_0_W。 (4)物理意义:反映电流做功的_快__慢__。 (5)额定功率:用电器在_额__定__电__压__下工作的电功率。
R
为0.25P,故正确。
【加固训练】 1.(多选)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿 命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的是 ( ) A.两个灯泡串联 B.两个灯泡并联 C.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一 D.每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一
5 焦耳定律
必备知识·自主学习
一、电功和电功率 1.电功 (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、电路中的 _电__流__I_、通电时间t三者的_乘__积__。 (2)公式:W=qU=_U_I_t_。 (3)单位:国际单位为_焦__耳__,符号为_J_。 常用单位为_千__瓦__时__(_k_W_·__h_)_。亦称为“度”,1度=3.6×106 J。 (4)实质:电流通过一段电路所做的功,实质是_电__场__力__在这段电路中对电荷做 的功。
(1)自动开关S接通和断开时,电饭锅分别处于哪种状态? 提示:S接通时电饭锅处于加热状态,S断开时电饭锅处于保温状态。 (2)在保温状态下,两电阻上所消耗的功率之比? 提示:所消耗的功率之比等于电阻值之比。
【典例示范】 【典例】额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的电灯两盏,若接在电 压是220 V的电路上,使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路 是 ()
【易错辨析】
(1)电功与能量的单位都是焦耳,电功就是电能。 ( × )
(2)电功与电能不同,电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(√)
(3)电功率越大,表示电流做功越多。 ( × )
(4)焦耳定律的表达式为Q=I2Rt,此式适用于任何电路。 ( √ )
(5)三个公式P=UI、P=I2R、P= U2 没有任何区别,它们表达相同的意义,P即是电
【解析】选A、D。两个灯泡串联,每个灯泡承担的电压为 220 V=110 V,低于额
2
定电压,灯泡不易损坏,故A项正确;两个灯泡并联,每个灯泡承受的电压为U=
220 V,仍等于灯泡的额定电压,灯泡正常工作,不能延长电灯泡的使用寿命,故 B项错误;由P= U2 ,U变为原来的 1 ,由于灯丝较正常发光时温度偏低,故灯丝电 阻较正常发光时R小,所以每个灯泡2实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,
A. 64 P
100
C. 25 P
100
B. 32 P
100
D. 16 P
100
【解析】选C。若将灯接在电动势等于U的电源上,这时灯的实际功率为0.64P,
则灯泡两端的电压为0.8U,此时电源内阻上的电压为0.2U,可知电源内阻为
r=0.25RL。现将四个与它相同的灯并联在该电源上,则外电路电阻为0.25RL,内 阻等于外电路电阻,此时路端电压为0.5U,则根据P= U2可知每个灯的实际功率
2.把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路,调节变阻器使灯泡均正常
【素养训练】 1.(母题追问)上述例题中如果B灯的额定功率改为180 W,上述四个选项中哪一 个选项能够使得两个灯泡都正常发光?
【解析】由公式P=U2,得R= U,2所以B灯的电阻小于A灯的电阻,所以是需要A灯 并联一个电阻再和BR灯串联才P能正常工作,故此时选B电路。 答案:见解析
2.一灯的额定功率为P,额定电压为U,若将灯接在电动势等于U的电源上,这时灯 的实际功率为0.64P。现将四个与它相同的灯并联在该电源上,则每个灯的实际 功率为 ( )
功率。 ( × )
R
关键能力·合作学习
知识点一 串、并联电路中的电功率 1.串联电路功率关系
2.并联电路功率关系
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。
【问题探究】 电饭锅在工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前处于加热状态;另一种是 水烧干以后的保温状态(如图为电饭锅的原理图)。
【解析】选C。对电灯有P=UI= U2 ,可知:RA<RB,对于A电路,由于RA<RB,所以 UB>UA,且有UB>110 V,B灯被烧毁,RA错误。对于B电路,由于RB>RA,A灯又与滑动变 阻器并联,并联部分电阻小于RB,所以UB>U并>110 V,B灯被烧毁,B错误。对于C电 路,B灯与滑动变阻器并联,并联部分电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110 V,两 灯可以正常发光。对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻, 则UA=UB=110 V,两灯可以正常发光。比较C、D两个电路,灯A、B均正常发光,流 过A、B的电流均为额定电流,由于C电路中滑动变阻器功率为(IA-IB)×110 V,而 D电路中滑动变阻器功率为(IA+IB)×110 V,所以C电路消耗电功率最小。
(3)适用范围:任何电路。
2.热功率 (1)定义:单位时间内产生的_电__热__。 (2)公式:P= Q =_I_2R_。
t
3.下列说法中有科学依据的是_①__③__④__。 ①电流做功越快,电功率越大 ②Q=I2Rt只适用于纯电阻电路求电热 ③电流做功的过程是指静电力做功的过程 ④在非纯电阻电路中热功率一定小于电功率 ⑤电功率越大,说明电流做功越大
二、焦耳定律 【情景思考】 在电风扇正常工作时,如何计算产生的热量,其消耗的电能与产生的热量相等吗?
提示:热量的计算要依据焦耳定律,电风扇正常工作时消耗的电能与产生的热量 不相等。
1.焦耳定律 (1)内容: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__及
通电时间成正比。 (2)公式:Q=_I_2R_t_。
(5)意义:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程。电功的大小量度
着电能的转化,它标志着有多少电能转化为其他形式的能。
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫作电功率。 (2)表达式:P= W =_U_I_。
t
(3)单位:瓦特,符号_W_。 常用的单位还有千瓦(kW),1 kW= _1__0_0_0_W。 (4)物理意义:反映电流做功的_快__慢__。 (5)额定功率:用电器在_额__定__电__压__下工作的电功率。
R
为0.25P,故正确。
【加固训练】 1.(多选)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿 命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的是 ( ) A.两个灯泡串联 B.两个灯泡并联 C.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一 D.每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一
5 焦耳定律
必备知识·自主学习
一、电功和电功率 1.电功 (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、电路中的 _电__流__I_、通电时间t三者的_乘__积__。 (2)公式:W=qU=_U_I_t_。 (3)单位:国际单位为_焦__耳__,符号为_J_。 常用单位为_千__瓦__时__(_k_W_·__h_)_。亦称为“度”,1度=3.6×106 J。 (4)实质:电流通过一段电路所做的功,实质是_电__场__力__在这段电路中对电荷做 的功。
(1)自动开关S接通和断开时,电饭锅分别处于哪种状态? 提示:S接通时电饭锅处于加热状态,S断开时电饭锅处于保温状态。 (2)在保温状态下,两电阻上所消耗的功率之比? 提示:所消耗的功率之比等于电阻值之比。
【典例示范】 【典例】额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的电灯两盏,若接在电 压是220 V的电路上,使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路 是 ()
【易错辨析】
(1)电功与能量的单位都是焦耳,电功就是电能。 ( × )
(2)电功与电能不同,电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(√)
(3)电功率越大,表示电流做功越多。 ( × )
(4)焦耳定律的表达式为Q=I2Rt,此式适用于任何电路。 ( √ )
(5)三个公式P=UI、P=I2R、P= U2 没有任何区别,它们表达相同的意义,P即是电
【解析】选A、D。两个灯泡串联,每个灯泡承担的电压为 220 V=110 V,低于额
2
定电压,灯泡不易损坏,故A项正确;两个灯泡并联,每个灯泡承受的电压为U=
220 V,仍等于灯泡的额定电压,灯泡正常工作,不能延长电灯泡的使用寿命,故 B项错误;由P= U2 ,U变为原来的 1 ,由于灯丝较正常发光时温度偏低,故灯丝电 阻较正常发光时R小,所以每个灯泡2实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,
A. 64 P
100
C. 25 P
100
B. 32 P
100
D. 16 P
100
【解析】选C。若将灯接在电动势等于U的电源上,这时灯的实际功率为0.64P,
则灯泡两端的电压为0.8U,此时电源内阻上的电压为0.2U,可知电源内阻为
r=0.25RL。现将四个与它相同的灯并联在该电源上,则外电路电阻为0.25RL,内 阻等于外电路电阻,此时路端电压为0.5U,则根据P= U2可知每个灯的实际功率