人教版高二物理选修3-1第二章 2.5 焦耳定律 课件 （共42张PPT）.ppt

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1、2.5焦耳定律,Unit2恒定电流,a、电流流过电炉b、电流流过电解槽c、电流流过电风扇,电能转化为热能。,电能转化为化学能和热能,电能转化为机械能和热能,电能转化为其它形式的能电流做功,W=qU,q=It,W=UIt,1、电功,单位换算：J1kWh=3.6106J,矢量标量：标量,测量方法：电能表。,定义式：,表达式：,单位换算：W1kW=103W,矢量标量：标量,测量方法：电压表和电流表,2、电功率,3、理论和实验依据：,1、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。,（2）焦耳最早通过实验证明。,（1）理论推导。,纯电阻电路,2、公式表述。,

2、4、适用条件：任何用电器。,纯电阻电路中I=U/R，电能全部变成了热，电功=电热,非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能电解槽：电能=化学能+热能电动机：电能=机械能+热能,W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R,P电=P热即UI=I2R=U2/R,UItI2RtP电P热即UII2RU2/R无意义,有一起重机用的直流电动机，如图所示，其内阻r=0.8，线路电阻R=10，电源电压U=150V，伏特表示数为110V，求：（1）通过电动机的电流（2）输入到电动机的功率P入（3）电动机的发热功率Pr，电动机输出的机械功率,1.用电器两端电压220V，这意味着()A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为22

3、0JB.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,D,例2.一台电风扇，内阻为20，接上220V电压后，消耗的功率是66W。求：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。（2）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功率，电机的效率。（3）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率。,分清输入电功率、消耗热功率、输出机械功率及它们之间的守恒关系是关键,电热,1.电功W定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功

4、.公式：W=UIt单位：J,2.电功率P定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率公式：P=W/t=UI单位：W,kW,kWh,1kWh=3.6106J,小结：电功和电功率、电热和热功率,3.焦耳定律内容：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。公式：Q=I2Rt,公式：P热=Q/t=I2R单位：WkW,4.热功率：P热,导体在单位时间内发出的热量,A组能力训练题2,2.关于电功，下列说法中正确的有()A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能的量度C.电场力做功是电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等,AC,A组能

5、力训练题3,3.一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有()A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25WC.通过灯泡的电流为额定电流的1/2D.通过灯泡的电流为额定电流的1/4,BC,A组能力训练题4,4.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V,100W”;电灯L3、L4都标有“220V，40W”将A、B两端接入电源，最暗的灯是()AL1BL2CL3DL4,C,A组能力训练题5,5.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定()A.P甲P乙B.P甲R

6、。,B,B组能力训练题6,6、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。,P电=P热+P机,其中机械功率：,P机=mgv=50100.9=450瓦,电功率：,P电=UI=1105=550瓦,P热=P电-P机=550-450=100瓦,P热=I2R=100瓦,电动机线圈的电阻为4。,解：,R=4,B组能力训练题7,7.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关,手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103）时，会自

7、动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于60时会自动闭合；温度高于80时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1R2500，计算加热电阻丝R350，两灯电阻不计。（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加热和保温的过程）。（2）简要回答，如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗？（3）计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。,由于电饭煲散热，待温度下降至60时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。,解：,（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯被短路红

8、灯亮，电饭煲处于加热状态，,加热到80时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。,（3）加热时电饭煲消耗的电功率,保温时电饭煲消耗的电功率为,从而有,如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到60，S2自动闭合。温度只能在6080之间变化,不能把水烧开，不能煮熟饭。,（2）如果不闭合开关S1,电饭煲不能将饭煮熟,课堂互动讲练,定两只标有“110V40W”的灯泡L1和标有“110V100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500的滑动变

9、阻器R，将它们接在220V的电路中，在图253所示的几种接法中，最合理的是(),图253,【思路点拨】该题所谓的最合理就是既能使两个灯泡正常发光，又能使滑动变阻器消耗的功率最小，此时电路中的电流应该最小【精讲精析】由L1(110V,40W)，L2(110V,100W)，可知R1R2，由串、并联电流电压特点可知A、D中L1、L2一定不会同时正常发光，虽然B、C能使L1、L2同时正常发光，但B中P总2(P1P2)，C中P总2P2，所以选C.【答案】C,【题后反思】求解这类问题，首先要明确电路中各元件之间的连接关系，再利用串、并联电路的一些性质和功率分配关系求出各元件消耗的功率电路中消耗的总功率等于

10、各元件消耗的功率之和,变式训练1如图254所示，R1和R2都是“4W,100”的电阻，R3是“1W,100”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是_W.,图254,答案：6,在研究微型电动机的性能时，可采用如图255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0.5A和1.0V；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2.0A和15.0V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,图255,【思路点拨】解答本题应把握以下两点：(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,【答案

11、】22.0W2【规律总结】对于纯电阻电路和非纯电阻电路应从能量转化的角度区分，而不能简单地认为只要是电动机的电路就是非纯电阻电路当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时它就是一个纯电阻当电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时电路才是非纯电阻电路,变式训练2如图256所示，电路电压为60V，内阻不计，电阻R2，电动机的内阻R01.6，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率,图256,答案：210W,思考：,我们知道白炽灯是纯电阻器件，但是我们日常生活中的的确确看到白炽灯发出光。这不是矛盾吗？,其工作原理是：电流通过灯丝（钨丝，熔点达3000以上）时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000以上，灯丝在处于白炽状态时，就发出光芒。从能量的转换角度看，电灯发光时，大量的电能将转化为热能，只有极少一部分可以转化为有用的光能。,目前在所有日常生活的用电照明灯具中，白炽灯的效率是最低的，白炽灯会把消耗能量中的大部分（超过90%）转化成无用的热能，只少于10%的能量会成为光能。,2011年8月，发改委公布中国淘汰白炽灯路线图（征求意见稿），从2016年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。,