人教版物理选修1-1课件：第一章第六节

要转化成机械能，只有一部分转化成内能，
这时电功率大于热功.电流通过白炽灯时,电 能全部转化成内能,这时电功率等于热功率.
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第一章
电场
电流
二、白炽灯 1．白炽灯的工作原理：白炽灯利用的是电
流的________，使通电的金属丝温度升高， 热效应
达到白热，从而发光．
爱迪生 2．电灯的发明：以美国发明家_________为
【答案】 2Ω
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第一章
电场
电流
【规律总结】
从能量守恒的角度分析，对
于任何一个电路，各部分消耗功率之和等于
该电路消耗的总动率，本题应用了该结论和
串联电路上电流相等的特点解答．注意电动 机是非纯电阻，和电灯串联后，电压分配和 功率分配与电阻无正比关系，不能用比例法 解答．
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电场
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电场
电流
2．所谓非纯电阻电路，就是电路消耗的电 能只有一部分转化为内能，另一部分转化为
其他形式的能，则有：W>Q.即有UIt>I2Rt，
进而得出：U>IR，所以欧姆定律不适用于非 纯电阻电路．
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所以计算该电路消耗电能的公式只能是 W＝ UIt；计算在相同时间内产热的公式只能用 U2 Q＝I2 Rt.而公式 W＝UIt＝I2 Rt＝ t 不再成 R 立．
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要点探究讲练互动
对焦耳定律和热功率的 理解
学案导引 1．焦耳定律是理论推导出来的还是实验 定律？
2．焦耳定律适用于任何电路吗？
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第一章
电场
电流
1．焦耳定律是一个实验定律，它是经过大 量实验总结出来的，它适用于任何电路中的
电流产生热量的计算．
2．对焦耳定律公式Q＝I2Rt的理解．在电流 和电阻一定时，热量与时间成正比；在电阻 和时间一定时，热量与电流的平方成正比； 在电流和时间一定时，热量与电阻成正比．
第一章
电场
电流
第六节
电流的热效应
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第一章
电场
电流
目标导航
1.了解电流的热效应跟哪些因素有关． 2．了解焦耳定律的内容、公式、单位，能
够用焦耳定律解决一些实际问题. (重点＋难
点)
3．了解白炽灯的发光原理．
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电流
新知初探自学导引
一、电阻与电流的热效应 1．电流的热效应： 电流通过导体时能使导
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D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较 少
【审题指导】
解答本题应从以下两点思考:
(1)发热的多少取决于什么因素；(2)电炉丝和 铜导线的决定发热因素中相同的是什么，不 同的是什么．
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电流
【精讲精析】
电炉丝和铜导线是串联关系,
故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大
(2) 只要有电阻，电流通过导体时就会产生
电热,其电热的多少都可以用焦耳定律求解．
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第一章
电场
电流
例1 电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电
炉连接的铜导线却不那么热,这是因为( )
A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能
也较少 B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导 线散热快，所以就不那么热 C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能 较多
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第一章
电场
电流
3．应用时不论什么电路,其热量都可以用 Q ＝I2 Rt 来计算，热功率都可用 P＝I2 R 来计 算．只有在纯电阻电路中计算热量时才能使 Ut 用 Q＝IUt 和 Q＝ ，热功率才能使用 P＝ R U2 IU 和 P＝ . R
2
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电场
电流
特别提醒：焦耳定律是计算电热的定律，由 此可以求解热功率， 而非电功率．
成正比． 焦耳 (2)公式：Q＝____，单位：_____，符号：J. I2Rt (3)应用：制成各种电热器，如电热水器、电 熨斗、电热毯、保险丝等．
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电流
4．热功率：在物理学中，把电热器在单位 时间内消耗的________叫做热功率．公式： 电能
P＝Q/t＝I2R，单位：瓦，符号：W.
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电流
3．分析非纯电阻电路时，要特别注意从能量 角度出发去分析，只有能量关系清楚了，再
代入计算各能量的公式，才能解决问题．
例如：电动机电路其能量转化关系为：电能 (W)＝内能(Q)＋机械能(E)； 电能槽电路其能量转化关系为：电能(W)＝内 能(Q)＋化学能(E)．栏目 Βιβλιοθήκη 引第一章栏目 导引
第一章
电场
电流
【答案】
2 P 热′＝U′ /R＝ W＝8 W．(2 分) 0.5
2
2
1.5 W
8W
【名师点评】
(1)含电动机的电路是非纯电
阻电路，要注意区分电功率和热功率，电功
率P电＝IU，热功率P热＝I2R，机械功率P机＝
P电 －P热． (2)注意电动机电路中的能量转化关系．
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电场
电流
变式训练 1．为了使电阻丝的热功率减为原来的一半,
可采用(
)
A．电阻不变，使电流减半 B．更换电阻丝，使其电阻减半，保持电流 不变 C．更换电阻丝，使电阻和电流都减半 D．更换电阻丝，使其电阻变为原来的2倍， 电流减半
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第一章
电场
电流
解析：选 BD.由 P＝I R 得，R 不变，I 减半 1 时，P 变为原来的 ，故 A 错;当 R 减半，I 4 不变时，P 变为原来的一半，故 B 对；当 I、 1 R 都减半时，P 变为原来的 ，故 C 错;当 I 8 1 减半， 变为原来的 2 倍时， 变为原来的 ， R P 2 故 D 对．
动机的发热功率是多大？
【审题指导】 电动机转子不转时，消耗的
电能全部转化为内能，为纯电阻元件，这时 欧姆定律成立，电功率和热功率相等．当电 动机转动时，电动机消耗的电功率P＝P热＋ P机，P机即为电动机的输出功率．
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电流
【解题样板】 接 U＝0.2 V 电压，电动机不 转，电流 I＝0.4 A， 根据欧姆定律，线圈电阻 U 0.2 R＝ ＝ Ω＝0.5 Ω.(2 分) I 0.4 当接 U′＝2.0 V 电压时，电流 I′＝1.0 A， 故输入电功率
5．额定功率：额定功率是指用电器正常工 作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫 额定电流 ________,通过用电器的电流叫__________， 额定电压 电动机、电灯泡的铭牌上都标有它们的额定 功率．
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电流
想一想 1．电流通过电动机和白炽灯时的电功率和
热功率相同吗？
提示：不一定．电流通过电动机时，电能主
电场
电流
特别提醒：电功等于一段电路中电能转化为 其他形式能过程中的总能量，电热是这段电
路中电能转化为其他形式能中转化为内能的
部分．
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电流
例2
( 2012· 北京四中高二检测)如图1－6－
1所示，灯L上标有200 W，电动机上标有
2000 W，在A、B两端加上220 V电压时，灯
和电动机均正常工作，求电灯正常工作时的 电阻．
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电流
热点示例创新拓展
电功、电热率、电热的综合应用
[经典案例]
(10分)有一个直流电动机，把它
接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得 流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入 2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作 电流是1.0 A．
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电流
求电动机正常工作时的输出功率多大？如果 在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电
电流
变式训练 2．一台直流电动机的额定电压为U，额定功
率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么
它正常工作时的电流是( A．等于U/R C．大于U/R )
B．等于P/U D．大于P/U
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电场
电流
解析：选 B.由于电动机为非纯电阻元件，所 以其电流不能用欧姆定律计算，即用 I＝U/R 计算是错误的，故选项 A 错误，由功率的计 U 算公式 P＝UI得 I＝P/U 故选项 B 对， I< ， 而 R 所以 C、D 错．
代表的一批发明家，发明和改进了电灯．
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电场
电流
想一想 2．20 W的白炽灯和100 W的白炽灯正常工
作时谁的电阻大？
提示：普通白炽灯的额定电压是一样的，它 们工作时的电功率等于热功率，即 P＝UI＝ I2 R.由电压相同可知，100 W 的电流大， 又由 U R＝ 知， 电流大的电阻小， 100 W 的白炽 故 I 灯灯丝电阻小．
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电场
电流
图1－6－1
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电场
电流
【思路点拨】
解答本题的关键是判断各部
分是纯电阻电路还是非纯电阻电路．
【精讲精析】
A、B间总电流为I，A、B间
总电压U＝220 V，A、B间消耗的总功率P＝ 200 W＋2000 W＝2200 W 由P＝UI
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第一章
电场
电流
P 2200 得 I＝ ＝ A＝10 A U 220 由 IL＝I，P L＝I2 R L P L 200 得 R＝ 2 ＝ 2 Ω＝2 Ω. IL 10