2018版物理新课堂同步选修3-1课件：第3章 第3节 焦耳定律 精品
2018版物理新课堂同步选修3-1课件：第3章 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 精品
学
业
6 带电粒子在匀强磁场中的运动
分 层
测
评
知 识 点 二
学习目标 1.了解带电粒子在匀强磁场中的运动规 律．(重点) 2.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆 周运动的半径公式和周期公式及应 用．(重点、难点) 3.了解质谱仪和回旋加速器的工作原 理.(难点)
知识脉络
带电粒子在匀强两个 D 形盒之间的狭缝区域存在周期 性变化的且垂直于两个 D 形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域 时被加速．根据动能定理：qU＝ΔEk.
3．交变电压的作用：为保证粒子每次经过狭缝时都被加速，使之能量 不断提高，需在狭缝两侧加上跟带电粒子在 D 形盒中运动周期相同的交变 电压．
带电粒子从距离 ab 为R2处射入磁场，且射出时与射入时速度方向的夹角 为 60°，粒子运动轨迹如图，ce 为射入速度所在直线，d 为射出点，射出速 度反向延长交 ce 于 f 点，磁场区域圆心为 O，带电粒子所做圆周运动圆心为 O′，则 O、f、O′在一条直线上，由几何关系得带电粒子所做圆周运动的轨迹 半径为 R，由 F 洛＝Fn 得 qvB＝mRv2，解得 v＝qBmR，选项 B 正确．
【解析】 由左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲．又由 r＝mqBv知， B 减小，r 越来越大，故电子的径迹是 a.故选 B.
【答案】 B
2．如图 3-6-7 所示，半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场
区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面
向外．一电荷量为 q(q>0)、质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab
[先填空] 1．洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中运动
实验操作
轨迹特点
不加磁场时
电子束的径迹是_直__线___
2018版物理粤教版新课堂同步选修3-1文档：第3章 章末分层突破 含解析 精品
章末分层突破[自我校对]①运动的电荷②运动电荷(电流)③B＝F IL④北极⑤N→S⑥S→N⑦垂直⑧ILB⑨q v B⑩m v qB⑪2πm qB行受力分析，判断通电导体的运动情况，然后根据题中条件由牛顿定律或动能定理等规律列式求解．具体求解应从以下几个方面着手分析：1．安培力的大小(1)当通电导体和磁场方向垂直时，F＝ILB.(2)当通电导体和磁场方向平行时，F＝0.(3)当通电导体和磁场方向的夹角为θ时，F＝ILB sin θ.2．安培力的方向(1)安培力的方向由左手定则确定．(2)F安⊥B，同时F安⊥L，即F安垂直于B和L决定的平面，但L和B不一定垂直．3．安培力作用下导体的状态分析通电导体在安培力的作用下可能处于平衡状态，也可能处于运动状态．对导体进行正确的受力分析，是解决该类问题的关键．分析的一般步骤是：(1)明确研究对象，这里的研究对象一般是通电导体．(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图，必要时画出侧视图、俯视图等．(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程．(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解．如图3-1所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，竖直导轨宽L＝0.2 m，导轨电阻不计．另有一质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω的金属棒，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑动，施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)．求：【导学号：62032049】图3-1(1)此磁场的方向；(2)磁感应强度B的取值范围．【解析】(1)要使金属棒静止，安培力应斜向上指向纸里，画出由a→b的侧视图，并对棒ab受力分析如图所示．经分析知磁场的方向斜向下指向纸里．(2)如图甲所示，当ab棒有向下滑的趋势时，受静摩擦力向上为f，则F sin 30°＋f－mg＝0F＝B1ILf＝μF cos 30°I＝E R＋r联立四式并代入数值得B1＝3.0 T.当ab棒有向上滑的趋势时，受静摩擦力向下为f′，如图乙所示，则F′sin 30°－f′－mg＝0f′＝μF′cos 30°F′＝B2ILI＝E R＋r可解得B2＝16.3 T.所以若保持金属棒静止不滑动，磁感应强度应满足3.0 T≤B≤16.3 T.【答案】(1)斜向下指向纸里(2)3.0 T≤B≤16.3 T用，从而控制其运动方向，但电场和磁场对电荷的作用特点不同，因此这两种偏转有明显的差别.宽度d＝8 cm，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若电场与磁场共存，电子穿越此区域恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场方向偏移量y ＝3.2 cm ；若射入时撤去电场，电子穿越磁场区域时也发生了偏转．不计重力作用，求：图3-2(1)电子射入时的初速度的表达式；(注：表达式不必代入具体数值，只保留字母符号)(2)电子比荷的表达式；(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角α；(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角α.【解析】 (1)电子在复合场中不发生偏转，所受电场力和洛伦兹力平衡有qE ＝q v B ，得初速度的表达式v ＝EB .(2)电子垂直进入匀强电场，向上做类平抛运动有d ＝v ·t ，y ＝12at 2，加速度a ＝qE m可解得电子比荷q m ＝2EyB 2d 2.(3)电子穿越磁场区域时的轨迹如图所示．(4)电子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，q v B ＝m v 2r ，代入比荷的表达式得r ＝ m v qB ＝d 22y ＝10 cm ＝0.1 m 由几何知识得sin α＝dr ＝0.8 所以偏转角α＝53°. 【答案】 (1)v ＝E B (2)q m ＝2Ey B 2d 2(3)见解析图 (4)53°(1)电偏转的运动规律是类平抛运动，解决的方法是运动的合成与分解. (2)磁偏转是洛伦兹力作用下的匀速圆周运动，解决的方法是作轨迹图，确定圆心，求解半径和圆心角，利用周期公式和半径公式求解.刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切． 2．运动时间当速度v 一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，带电粒子在有界磁场中运动时间越长．3．几种常见的边界类型(1)若粒子垂直于磁场边界入射，且仍能从此边界出射，则出射时与此边界垂直，运动轨迹为半圆．图3-3(2)若粒子以与边界线夹角为α或β射入磁场且仍从此边界出射，则射出时与边界的夹角仍为α或β.图3-4(3)若磁场为一圆形有界磁场，粒子以过圆心的速度方向垂直入射，则出磁场时速度方向的反向延长线必过圆心．图3-5如图3-6所示，在y <0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B .一带正电的粒子以速度v 0从O 点射入磁场，入射速度方向在xOy 平面内，与x 轴正方向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点的距离为L ，求该粒子电量与质量之比．图3-6【解析】 根据带电粒子在有界磁场中运动的对称性，作出运动轨迹，如图所示，找出圆心A ，向x 轴作垂线，垂足为H ，由几何关系得：R sin θ＝12L ①由q v 0B ＝m v 20R ，得R ＝m v 0qB ② 联立①②两式解得q m ＝2v 0sin θLB .【答案】2v0sin θLB1如图3-7所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a；若带负电，其轨迹为b.图3-72．磁场方向的不确定形成多解如图3-8所示，带正电的粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b.图3-83．临界状态不唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射面边界反向飞出，如图3-9所示，于是形成了多解．图3-94．运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解，如图3-10所示．图3-10在x轴上方有匀强电场，场强为E，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图3-11所示．在x轴上有一点M，离O点距离为l，现有一带电量为＋q的粒子，从静止开始释放后能经过M点，求如果此粒子在y轴上静止释放，其坐标应满足什么关系？(重力忽略不计)．图3-11【解析】要使带电粒子从静止释放后能运动到M点，必须把粒子放在电场中A点先加速才行，当粒子经加速以速度v进入磁场后，只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，运动半周后到达B点，再做减速运动，上升到与A点等高处，再返回做加速运动，到B点后又以速度v进入磁场做圆周运动，半径与前者相同，以后重复前面的运动，从图中可以看出，要想经过M点，OM距离应为直径的整数倍，即满足2R·n＝O M＝l.2R·n＝l ①R＝m vqB②Eq·y＝12m v2 ③联立①②③可得y＝B2l2q8n2mE(n＝1、2、3、…)．【答案】见解析1.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图3-12所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN 成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为( )图3-12A.ω3B B.ω2B C.ωBD.2ωB【解析】 如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆弧MP 所对应的圆心角由几何知识知为30 °，则π2ω＝2πm qB ·30 °360 °，即q m ＝ω3B ，选项A 正确．【答案】 A2．(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子( )A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍 B ．加速度的大小是Ⅰ中的k 倍 C ．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k 倍 D ．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等【解析】 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ磁场磁感应强度B 1是Ⅱ磁场磁感应强度B 2的k 倍．由q v B ＝m v 2r 得r ＝m v qB ∝1B ，即Ⅱ中电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍，选项A 正确；由F 合＝ma 得a ＝F 合m ＝q v Bm ∝B ，所以a 2a 1＝1k ，选项B 错误；由T ＝2πr v 得T ∝r ，所以T 2T 1＝k ，选项C 正确；由ω＝2πT 得ω2ω1＝T 1T 2＝1k ，选项D 错误．正确选项为A 、C. 【答案】 AC3．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图3-13所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为( ) 【导学号：62032127】图3-13A ．11B ．12C ．121D ．144【解析】 带电粒子在加速电场中运动时，有qU ＝12m v 2，在磁场中偏转时，其半径r ＝m v qB ，由以上两式整理得：r ＝1B2mUq .由于质子与一价正离子的电荷量相同，B 1∶B 2＝1∶12，当半径相等时，解得：m 2m 1＝144，选项D 正确．【答案】 D4.平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如图3-14所示，平面OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m ，电荷量为q (q >0)．粒子沿纸面以大小为v 的速度从OM 的某点向左上方射入磁场，速度与OM 成30°角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，并从OM 上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线O 的距离为( )图3-14A.m v 2qBB.3m v qBC.2m v qBD.4m v qB【解析】 如图所示，粒子在磁场中运动的轨道半径为R ＝m vqB .设入射点为A ，出射点为B ，圆弧与ON 的交点为P .由粒子运动的对称性及粒子的入射方向知，AB ＝R .由几何图形知，AP ＝3R ，则AO ＝3AP ＝3R ，所以OB ＝4R ＝4m vqB .故选项D 正确．【答案】 D5．如图3-15，一长为10 cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s 2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．图3-15【解析】依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝IBL②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③由欧姆定律有E＝IR④式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．联立①②③④式，并代入题给数据得m＝0.01 kg.⑤【答案】安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg章末综合测评(三)磁场(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．安培的分子环形电流假说不能用来解释下列哪些磁现象()A．磁体在高温时失去磁性B．磁铁经过敲击后磁性会减弱C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性D．通电导线周围存在磁场【解析】磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，在高温时，分子电流的排布重新变得杂乱无章，故对外不显磁性，A正确；磁铁经过敲击后，分子电流的排布重新变得杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，故对外不显磁性，故B正确；铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，对外显现磁性，C正确；通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故D错误．【答案】 D2．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()A．电场强度的定义式E＝Fq，适用于任何电场B．由真空中点电荷的电场强度公式E＝kQr2可知，当r→0，E→＋∞C．由公式B＝FIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力则说明此处一定无磁场D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向【解析】电场强度的定义式E＝Fq，适用于任何电场，故A正确；当r→0时，电荷已不能看成点电荷，公式E＝kQr2不再成立，故B错误；由公式B＝FIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故C错误；磁感应强度的方向和该处通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误．【答案】 A3．如图1所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()图1A．向上B．向下C．向左D．向右【解析】a点处磁场垂直于纸面向外，根据左手定则可以判断电子受力向上，A正确．【答案】 A4．如图2所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是() 【导学号：62032050】图2A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将沿直线运动B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转C．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将向下偏转【解析】正离子以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域，则有q v B＝Eq.即v B＝E，若一电子的速率v从左向右飞入此区域时，也必有e v B＝Ee.电子沿直线运动．而电子以速率v从右向左飞入时，电子所受的电场力和洛伦兹力均向上，电子将向上偏转，B正确，A、C、D均错误．【答案】 B5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图3所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()图3A．增大匀强电场间的加速电压B．减小磁场的磁感应强度C．增加周期性变化的电场的频率D ．增大D 形金属盒的半径【解析】 粒子最后射出时的旋转半径为D 形金属盒的最大半径R ，R ＝m vqB ，E k ＝12m v 2＝q 2B 2R 22m .可见，要增大粒子的动能，应增大磁感应强度B 和增大D 形金属盒的半径R ，故正确选项为D.【答案】 D6．如图4所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成60°.现将带电粒子的速度变为v3，仍从A 点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( )图4A.12Δt B ．2Δt C.13ΔtD ．3Δt【解析】 由牛顿第二定律q v B ＝m v 2r 及匀速圆周运动T ＝2πrv 得r ＝m v qB ；T ＝2πmqB .作出粒子的运动轨迹如图，由图可得，以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场经过Δt ＝T6从C 点射出磁场，轨道半径r ＝3AO ；速度变为v 3时，运动半径是r 3＝3AO3，由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为120°，运动时间为T3，即2Δt .故A 、C 、D 项错误，B 项正确．【答案】 B7．带正电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v 0，先通过匀强电场E ，后通过匀强磁场B ，如图5甲所示，电场和磁场对该粒子做功为W 1.若把该电场和磁场正交叠加，如图乙所示，再让该带电粒子仍以水平向右的初速度v 0(v 0<EB )穿过叠加场区，在这个过程中电场和磁场对粒子做功为W 2，则( )图5A ．W 1<W 2B ．W 1＝W 2C ．W 1>W 2D ．无法判断【解析】 在乙图中，由于v 0<EB ，电场力qE 大于洛伦兹力qB v .根据左手定则判断可知洛伦兹力有与电场力方向相反的分力．则在甲图的情况下，粒子沿电场方向的位移较大，电场力做功较多，所以选项A 、B 、D 错误，选项C 正确．【答案】 C8．在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放置一根长为L ，质量为m 的导线，当通以如图6所示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 满足( )图6A ．B ＝mg sin θIL ，方向垂直斜面向下B ．B ＝mg sin θIL ，方向垂直斜面向上C ．B ＝mg tan θIL ，方向竖直向下 D ．B ＝mgIL ，方向水平向左【解析】 磁场方向垂直斜面向下时，根据左手定则，安培力沿斜面向上，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mg sin θ＝BIL ，解得选项A 正确．磁场竖直向下时，安培力水平向左，导体棒还受到重力和支持力，根据平衡条件和安培力公式，有mg tan θ＝BIL ，解得选项C 正确．磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，与重力平衡，有mg ＝BIL ，解得选项D 正确．【答案】 ACD9．利用如图7所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )图7A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB (3d ＋L )2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 【解析】 由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，选项A 错误；根据洛伦兹力提供向心力q v B ＝m v 2r 可得v ＝qBrm ，r 越大v 越大，由图可知r 最大值为r max ＝3d ＋L 2，选项B 正确；又r 最小值为r min ＝L2，将r 的最大值和最小值代入v 的表达式后得出速度之差为Δv ＝3qBd2m ，可见选项C 正确，D 错误．【答案】 BC10．如图8所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )【导学号：62032051】图8A．从P射出的粒子速度大B．从Q射出的粒子速度大C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D．两粒子在磁场中运动的时间一样长【解析】作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q点射出时，与AC边夹角相同，故可判定从P、Q点射出时，半径R1<R2，所以，从Q点射出的粒子速度大，B正确；根据图示，可知两个圆心角相等，所以，从P、Q点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．正确的选项应是B、D.【答案】BD二、计算题(本题共3小题，共40分，按题目要求作答)11．(12分)如图9所示，倾角为θ＝30°的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E＝3 V、内阻不计的电源，滑轨间距为L＝0.1 m，将一个质量为m＝0.03 kg，电阻R＝0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小．(重力加速度g取10 m/s2)图9【解析】合上开关S后，由闭合电路欧姆定律得：I＝E R经分析可知，金属棒受力如图所示，金属棒所受安培力，F ＝BIL 沿斜面方向受力平衡，F ＝mg sin θ 以上各式联立可得：B ＝0.25 T 磁场方向垂直导轨面斜向下．【答案】 磁场方向垂直导轨面斜向下 0.25 T12．(12分)一磁场宽度为L ，磁感应强度为B ，如图10所示，一电荷质量为m ，带电荷量为－q ，不计重力，以一速度(方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？图10【解析】 若要粒子不从右边界飞出，当达最大速度时运动轨迹如图所示，由几何知识可求得半径r ，即r ＋r cos θ＝Lr ＝L 1＋cos θ 又Bq v ＝m v 2r ，所以v ＝Bqr m ＝BqLm (1＋cos θ).不使电荷从右边界飞出，则v ≤BqLm (1＋cos θ).【答案】 v ≤BqLm (1＋cos θ)13．(16分)如图11所示，直径分别为D 和2D 的同心圆处于同一竖直面内，O 为圆心，GH 为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m 、电量为＋q 的粒子由小孔下方d 2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场，由H 点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．图11(1)求极板间电场强度的大小；(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小．【解析】 (1)设极板间电场强度的大小为E ，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得qE d 2＝12m v 2①由①式得E ＝m v 2qd . ② (2)设Ⅰ区磁感应强度的大小为B ，粒子做圆周运动的半径为R ，由牛顿第二定律得q v B ＝m v 2R ③如图所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况．若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得R ＝D 4④ 联立③④式得B ＝4m v qD⑤ 若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得 R ＝3D 4⑥ 联立③⑥式得B ＝4m v3qD.⑦【答案】 (1)m v 2qd (2)4m v qD 或4m v3qD。
(人教版)物理选修3-1《焦耳定律》ppt课件
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学习目标 1.能说出电功、电功率的概念,
会用其计算公式。 2. 能 够 从 能 量 角 度 去 理 解 纯 电 阻 电 路和非纯电阻电路。 3. 搞 清 电 功 率 和 热 功 率 的 区 别 和 联 系。
重点难点 重点:各种电路电功、电功
率的计算。 难点:1.对纯电阻电路和非纯电 阻电路的理解。 2.电功率和热功率的区别和联 系。
(2)在非纯电阻电路中,电流做功除了一部分电能转化为电热外,还 有一部分转化为机械能等其他形式的能,此时有 W>Q,即 UIt>I2Rt。因 此在非纯电阻电路中,只能用 UIt 计算电功,用 I2Rt 计算电热,������������2t 无意义。
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二、纯电阻电路与非ຫໍສະໝຸດ 电阻电路活动与探究 2目录 退出
2.电功率 (1)物理意义:表示电流做功快慢的物理量。 (2)定义:单位时间内电流所做的功。 (3)公式及单位:P=������������=UI,其单位为瓦特,符号为 W。
预习交流 2
电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同,各用什么物理 量表示呢?
答案:电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少, 电流做功的快慢用电功率表示,电流做功的多少用电功表示。电流做功 的快慢与做功的时间和做功的多少有关。
2018版高中物理选修3-1课件：3-3 焦耳定律 精品
当并联接入220 V电源时，两灯泡两端电压均为220 V，则 灯泡均正常发光，故P1＝100 W，P2＝60 W，100 W的灯泡 更亮. 答案 P1＝100 W，P2＝60 W,100 W的灯泡更亮
(2)把它们串联接到220 V的电源上，实际功率各是多少？哪
个灯泡更亮？
解析 当串联接入220 V电源时，
答案 0.3 A
(2)电风扇工作时，电动机发热功率，转化为机械能的功率
及电机的效率；
解析 线圈电阻发热功率PQ＝I2r＝1.8 W；
机械功率P机＝P－PQ＝64.2 W；
P机 效率为机械功率与总功率之比为 η＝ P ＝97.3%.
答案 1.8 W 64.2 W 97.3%
(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？ 解析 当叶片不转动时，作纯电阻，I＝Ur ＝11 A; P＝UI ＝I2r＝2 420 W.
第3讲 焦耳定律
目标定位 1.知道并理解电功、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．
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
(2)热功率的计算公式为P热＝I2R.
例1 有分别标有“220 V、100 W”、“220 V、60 W”的 两个灯泡. (1)把它们并联接到220 V的电源上，实际功率各是多少？哪 个灯泡更亮？
解析 由 P＝UR2得 100 W 的灯泡电阻 R1＝UP12＝2120002 Ω＝484 Ω， 60 W 的灯泡电阻 R2＝UP22＝262002 Ω≈807 Ω.
物理2.3《焦耳定律》课件(教科版选修3-1)
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
电功大于电热 W
UIt ＞
电功：W= UIt 电功率：P=UI
Q
W-Q
I2Rt
I＜U/R
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=I2R
课堂训练
1、规格为“220V，1000W”的电 炉，求： （1）电炉正常工作时，通过电阻 丝的电流 （2）电炉的电阻
请你设法测出电风扇的直流电阻，以 及电风扇工作时总功率(电功率）和输出 的机械功率。
物理 电 压
量 运
U
行情况 （V）
电流 电阻
I
R
（A） （ Ω）
总功率 热功率 机械功率
[电功率] I2R UI －I2R
（UI）
（W） （W） （W）
转 动 3 0.08 30 0.24 0.192 0.048
卡 住 3 0.1 30 0.3 0.3
0
卡住：
电能 → 内能
卡住：
电能 → 内能
运转：
M
电能 → 机械能+内能
4.5A
48.4Ω
课堂训练
2、加在某台电动机上的电压是U，电动
机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻
为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（C ）
A．P
B．U 2/ r
C．P 2r /U 2
D．P – P 2r / U 2
非纯电阻电路中计算
电功率只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R
探究实验：
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电 压表和电流表各 1 只、导线若干。
指某段电路 在某段时间
高中物理选修3-1-焦耳定律.ppt
P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别
为P1 '、P2 '，则可以判定
( AD )
A. P1＝2P2
B. P1＝P2
C. P1'＝2P2'
D. P1'＞2P2'
例4 已知R1、R2都标有“4W 100Ω” 字样，而R3标有“1W 100Ω”字 样．按图中所示的电路连接，则 A、B间允许消耗的最大电功率为 __1_._5_ W．
焦耳定律
1 电热
（1）定义：电流通过导体产生的热量
在真空中，电场力对电荷做正功时，减少 的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中， 在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁 地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子， 使离子热运动加剧，将电能全部转化为内 能．
（2）影响电热的因素： 通电电流强度I 通电导体的电阻R
5
上节回放
焦耳定律
外接法
内接法
误差来源 伏特表的分流 电流表的分压
测量结果 R测 ＜ R真
R测 ＞ R真
选择依据
R<<RV R < R临
R>>RA R > R临
电路
限流式
分压式
优点 简便，功率小 电压调节范围大
选择依据 Rx < Rf
Rx > Rf
电功和电功率
1 电功 导体中的恒定电场对自由电
（1）定义：
3．发展 (1)原因： ①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 修。筑权 ②修路成为中国人 救的亡强图烈存愿望。 (2)成果：1909年 京建张成铁通路车；民国以后，各条商路修筑 权收归国有。 4．制约因素 政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入 正轨。
2018人教物理选修3-1第三章3.4通电导线在磁场中受到的力 精品课件
I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹
角为θ 。则磁感应强度方向和大小可能为( )
mg A ．z 正向， tanθ IL mg C ．z 负向， tanθ IL
答案：BC
mg B ．y 正向， IL mg D ．沿悬线向上， sin θ IL
物理 ·选修3-1
磁场
课件
解析：若 B 沿 z 轴正方向，导线无法平衡，A 错误；若 B 沿 y 轴正方向，由左手定则，受力如图①：mg＝BIL，所以 B 选项正确；若 B 沿 z 轴负方向，受力如图②，FTsinθ＝BIL， mg FTcosθ＝mg，所以 B＝ IL tanθ，C 正确；若 B 沿悬线向上，受 力如图③，导线无法平衡，D 错误。
四指弯曲的方向 磁感线穿过手掌 指向电流的环绕 心，四指指向电 方向 流方向 大拇指指向电流 大拇指指向轴线 受到的磁场力的 上的磁感线方向 方向
物理 ·选修3-1
磁场
课件
四、分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法
电流
元法
把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定
则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线 所受合力的方向，从而确定导线运动方向 其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成
物理 ·选修3-1
磁场
课件
磁电式电流表 1.构造 线圈 磁铁、__________ 、螺旋弹簧、指针、极靴。 2．原理 通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。
偏转的角度 越大，被测电流就越大。 (1)线圈_____________
线圈偏转 的方向，可以知道被测电流的方向。 (2)根据__________
特殊位 通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断
人教版高中物理选修3-1课件：(基础12)焦耳定律(共24张PPT)
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用电器正常工作所加的电压叫额定电压，额定电压下消耗的功率叫额定功率 实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率
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知识讲解
2．电功率：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值，叫做电功率
（1）电功率表示电流做功的快慢． （2）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦(kW)． （3）用电器的额定功率与实际功率
Q
电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
内消耗的全
部电能!
非纯电阻电路:
电能
W
UIt
=
I2Rt I=U/R
说明：欧
M
→ 内能+其它形式的能
姆定律不 适用于非 纯电阻电
W-Q
路！
Q ＞ I2Rt
I＜U/R
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2017-2018学年高二物理选修3-1课件：3-3焦耳定律 精品
探究一
探究二
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
对电功与电功率的理解 在日常生活中,经常会用到家用小电器,例如电吹风、电熨斗等, 它们都会分为几挡,像电吹风可以吹暖风和热风。它们都是通过电 流做功把电能转化为热能的。 (1)电流做功的实质是什么? (2)设加在一段电路两端的电压为U,通过电路的电流为I,试推导t 时间内电流做功的表达式。 要点提示:(1)因电流是自由电荷在静电力作用下定向移动形成的, 电流做功实质上是导体中恒定电场对自由电荷的静电力做功。 (2)t时间内通过电路的总电荷量q=It,静电力移动电荷做功W=qU, 故t时间内电流做功W=UIt。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(4)焦耳定律最初是焦耳用实验直接得到的。 ( ) 解析:焦耳研究了电流的热效应后用实验得出的规律。 答案:√ (5)电功一定等于电热。 ( ) 解析:非纯电阻电路电功大于电热。 答案:×
读一读·思一思
辨一辨·议一议
2.探究讨论。 (1)电流做功越多,电功率越大吗? 答案:不一定。电功率是指电流单位时间内做的功,电流做功多, 由于时间不确定,所以电功率不一定大。 (2)电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗?电风扇消耗的电能转 化成什么形式的能量了? 答案:不等于,电风扇、电冰箱消耗的电能没有全部转化为热能。 电风扇消耗的电能有大部分转化为了机械能,小部分转化为了电热。
探究名师精讲
典例剖析
1.电功和电功率是对一段电路而言的,不论这段电路的结构如何, 也不管这段电路中有何种用电器,只要知道这段电路两端的电压U 和流过这段电路的电流I,就可以求出电功率,再知道用电的时间就 可以求出电功。 2.用电器铭牌上所标注的额定电压、额定功率,是指用电器正常 工作时的电压和在这个电压下的功率。例如:洗衣机的铭牌上标有 额定电压220 V、额定洗涤功率320 W、额定脱水功率135 W,这是 指该洗衣机在220 V电压下能正常工作,在这个电压下洗涤时的功 率为320 W,脱水时的功率为135 W。 3.用电器正常工作是指在额定电压下工作,用电器在不同电压下 工作一般可认为其电阻值不变。 4.电功和电功率定义公式分别是W=IUt和P=UI,不要随意用欧姆 定律将其变形为W=I2Rt和P=I2R,因为变形后的公式只适用于纯电 阻电路。
选修3-1第3章第3节焦耳定律
220 V，而电风扇的功率最小，由P＝UI知，电风扇中电流
最小，A对；由于空调电流最大，故空调消耗的电功率最
大，B对；电风扇24小时连续运转消耗的电能为W＝Pt＝
65×10－3×24 kW·h＝1.56 kW·h，大于电冰箱消耗的电能
0.8 kW·h，所以C错，D对．故a 答案为A、B、D.
28
*8．如图所示的电路中，输入电 压U恒为12 V，灯泡L上标有 “6 V、12 W”字样，电动机 线中圈正的 确电的阻是R( M＝0A.5)C0 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法 A．电动机的输入功率为12 W B．电动机的输出功率为12 W C．电动机的热功率为2.0 W D．整个电路消耗的电功率为22 W
a
32
【解析】(1)电动机的额定功率为： P 额＝UI＝36×3.5 W＝126 W 电动机的效率为：
η＝PP额×100%＝111206×100%＝87%.
a
31
(1)此车电动机在额定电压下正常工作的效率有多高？
(2)在电动机以额定功率提供动力的情况下，此人骑 车行驶的最大速度为多大？
(3)在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速 为v1＝1.0 m/s时，此人骑车的加速度为多大？ (4)假设电动机正常工作时，损失的功率有80%是由 于电机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电 阻为多大？
1kW＝103W
a
8
３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实 际电压下工作的功率是实际功率． 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．
洗衣机铭牌
a
9
3、焦耳定律
电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程． 电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化
高二物理选修3-1 第3章第3节 焦耳定律 课件25张 精品
2
公式关系： ― → UIt＝ I2 Rt或 UI＝ I2 R， U＝ IR
2 2 U U 拓展关系 ― → UIt＝ I2 Rt＝ · t或 UI＝ I2 R＝ R R
标有“220 V
40 W”的日光灯、电扇、电烙铁都正常工作5
min，它们产生的热量( D )
A．一样多
B．日光灯最多 C．电扇最多
(1)插头和插座之间接触不良会迸出火花．
(2)在输电线路中由于电热，降低了电流的输送效率． (3)电线中由于电流过大或散热不好会烧坏电线的绝缘层，引 起漏电、触电．
电功和电功率的理解
1．对电功的理解
(1)从力的角度看,电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式能的 过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其 他形式的能的多少． (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．
第3章
恒定电流
第3节焦耳定律ຫໍສະໝຸດ 第3章恒定电流学习目标 1.知道电功的概念，掌握电功和电功率的计算． 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．
一、电能
1．电功
(1)定义：当接通电路时，电路内就建立起了电场，自由电荷 在电场力的作用下定向运动而形成电流，这时电场力对自由
2．对电功率的理解 W (1)电功率 P＝ ＝ UI 对任何电路都适用． t (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作所消耗的功率． ②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率． ③一般实际功率不大于额定功率．
一根电阻丝在通过2 C的电荷量时电流所做的功为8 J，
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[核心点击]
1．两种电路的比较
电路
纯电阻电路
元件特点
电路中只有电阻元件
电流、电压、电阻 三者的关系
遵循欧姆定律 I＝UR
非纯电阻电路 除电阻外还包括其他的电器元件 不遵循欧姆定律，由 W＝UIt＝I2Rt ＋W 知 其他 U＞IR 或 I＜UR
电流做功转化为内能和其他形式 能量转化形式 电流做功全部转化为内能
【答案】 A
2．一台国产 XQB30-13 型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表， 试根据表中提供的数据计算：
额定电压 额定频率 额定洗衣、脱水功率 额定洗衣、脱水容量 整机质量 外形尺寸(长×宽×高)
220 V 50 Hz 360 W 3 kg 33 kg (542×550×920) mm3
【答案】 (1)1.64 A (2)8.64×105 J
解答电流做功类的题目需掌握以下几个重要公式，并理清它们的意义及适 用条件．
(1)电功 W＝UIt＝qU 普遍适用； (2)I＝qt 为电流的定义式，普遍适用； (3)I＝UR只适用于纯电阻电路．
焦耳定律 身边的电热
[先填空] 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__ 成正比，跟通__电__时__间__成正比． (2)公式：Q＝_I_2R_t_. (3)热功率：电流通过用电器，单位时间内的_发__热__量__，公式为 P＝_I_2_R_.
2．对电功率的理解 (1)电功率 P＝Wt ＝UI 对任何电路都适用． (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作所消耗的功率； ②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率．
1．一个电阻接入某电路后，消耗的功率为 110 W，通过 3 C 的电荷量时， 有 330 J 的电能转化为内能，则下列说法错误的是( )
【答案】 BCD
4．规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为 40 Ω，求： (1)接上 220 V 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，求电动机消耗的功率和发热 的功率．
【解析】 (1)排气扇在 220 V 电压下正常工作电流 I＝UP＝23260 A＝0.16 A， 发热功率 P 热＝I2R＝0.162×40 W＝1 W， 转化为机械能的功率 P 机＝P－P 热＝(36－1) W＝35 W. (2)扇叶被卡住不能转动后，电动机相当于纯电阻，电能全部转化为内能， 此时通过排气扇的电流 I′＝UR＝24200 A＝5.5 A；电动机消耗的功率等于发热功 率 P′＝P 热＝I′U＝5.5×220 W＝1 210 W. 由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈． 【答案】 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W
的能量
能量转化 示意图
电器元件举例
电炉丝、白炽灯
电动机、电解槽、电风扇
2.电功与电热 (1)纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝UR2t； P 电＝P 热＝UI＝I2R＝UR2. (2)非纯电阻电路：电功 W＝UIt，电热 Q＝I2Rt，W>Q；电功率 P＝UI，热 功率 P 热＝I2R，P>P 热．
2．身边的电热 各种电器在使用中都会放出大量的电热，这就是电流的热__效__应__．有的是利 用这些电热，如电熨斗、电饭锅、电烘箱、电热水器等；有的电器并不是利用 它的电热，这种电器要是散热不及时会造成危害，如电动机、电视机、变压器 等．
[再判断] 1．根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是 完全相同的．(×) 2．W＝UIt 适用于任何电路求电功．(√) 3．Q＝I2Rt 适用于任何电路求热量．(√)
A．电阻两端所加电压为 330 V B．通过电阻的电流为 1 A C．电阻通电时间为 3 s D．这个电阻的阻值为 110 Ω
【解析】 由 W＝qU 知，电阻两端所加电压 U＝Wq ＝110 V，A 错；由 P＝ IU 得 I＝UP＝1 A，B 对；由 W＝Pt 得通电时间 t＝WP ＝3 s 或 t＝qI＝31 s＝3 s，C 对；由 R＝UI ，得 R＝110 Ω，D 对．
图 3-3-1
探讨 1：这一过程，电流做功吗？ 【提示】 做功． 探讨 2：风车为什么转动？ 【提示】 电流通过灯丝做功，把电能转化为内能．周边空气温度升高， 形成对流，风车转动起来．
[核心点击] 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功 的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少． (3)电功 W＝UIt＝qU 对任何电路都适用．
[后思考] 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？
【提示】 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部分导线电阻要大得多，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．
知 识 点 一
学
第 3 节 焦耳定律
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标 1．理解电功、电功率的概念、 计算公式．(重点) 2．掌握焦耳定律并会用公式 Q＝I2Rt 计算电热．(重点) 3．能识别纯电阻电路与非纯 电阻电路，掌握电功率和热 功率的区别和联系．(重点， 难点)
知识脉络
电能
[先填空] 电功和电功率
电动机电路的分析方法： 1电动机转动时是非纯电阻电路，电动机不转动时是纯电阻电路. 2电动机的输入功率即总功率 P 入＝IU，电动机的发热功率 P 热＝I2r，电动 机的输出功率 P 出＝P 入－P 热.
学业分层测评（十一） 点击图标进入…
3．(多选)关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是( ) 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 B．W＝UIt 适用于任何电路，而电功计算式 W＝I2Rt＝UR2t 适用于纯电阻电 路 C．非纯电阻电路中，UI＞I2R D．Q＝I2Rt 适用于任何电路
【解析】 电功率越大，电流做功越快，但电路中产生的焦耳热不一定越 多，故 A 不正确；W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于 纯电阻电路，由此推导出的公式 W＝I2Rt＝UR2t 只适用于纯电阻电路，B 正确； 在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以 C 正确；Q＝I2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电 单位 物理意义
电场力对定向移动的自__由__电___荷_所做的功 W＝_q_U_＝_U_I_t 焦耳，符号_J_
描述电__能__转化为其他形式的能的多少
单位时间内电__流__所做的功 P＝Wt ＝U__I
瓦特，简称瓦，符号_W_ 描述电流做功的快__慢__
[再判断] 1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√) 2．电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大．(×) 3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)
[合作探讨] 如图 3-3-2 所示，地面上有一个电风扇，
图 3-3-2
探讨 1：电风扇正常工作时，电流做功电能转化为什么能？此时是什么电 路？
【提示】 转化为扇叶的动能和电风扇的内能，非纯电阻电路． 探讨 2：若电风扇出现故障，扇叶卡住，电流做功转化为什么能？此时是什 么电路？两种情况下的电流相同吗？
[后思考] 家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？ 【提示】 度是电功的单位.1 度＝1 kW·h＝3.6×106 J.
[合作探讨] 把一根大头针插在一小块硬纸片上，用浆糊把纸贴在台灯的灯泡上，使大 头针的针尖朝上．然后用 3 张纸条做一小风车，把风车放在针尖上．打开台灯， 过一会发现，风车转动起来：
(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大？ (2)如洗衣、脱水的累计时间为 40 min，则洗衣机耗电多少？ 【解析】 (1)由说明书可知 P＝360 W，又由 P＝UI 可知 I＝UP＝232600 A＝1.64 A. (2)W＝Pt＝360×40×60 J＝8.64×105 J 故消耗的电能为 8.64×105 J.