【金识源】人教版选修3-1物理：2.5《焦耳定律》ppt课件

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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 __________对电荷做功。 电能 • 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。
• 电功率
Hale Waihona Puke • 正确解答：电动机是非纯电阻，其两端电压 U2>IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝U1It， W2＝U2It，故W1<W2，C错误；产生的热量 由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A正确，D错误。 • 正确答案：A
(3)2m
• (广东培正中学2013～2014学年高二上学期 期中)用如图所示的实验电路研究微型电动机 的性能。当调节滑动变阻器的电阻R使电动 机停止转动时，电流表和电压表的示数分别 为I1＝0.5A和U1＝2.0V；重新调节滑动变阻 器的电阻R使电动机正常转动时，电流表和 电压表的示数分别为I2＝2.0A和U2＝24V。 则( )
线
确、B 错误；当电动机正常转动时，电动机消耗的电功率 P＝ U2I2＝48W，电动机内线圈消耗的热功率 P 线′＝16W，故电动 机输出的机械功率 P 机＝P－P 线′＝32W，故 C 错误，D 正确。
• 探究·应用 • 小明家的窗式空调已用了多年，耗 电功率已不再是说明书上的数值了，他想测 出这台空调的耗电功率。于是他将家中的其 他用电器全部关闭，单独打开空调，观察他 家的电度表在2min内转了200转，且电度表 中标有3 000r/kW·h的字母，你能帮他测出 他家空调的功率吗？
• 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。 • 答案：C
• (常德市一中2013～2014学年 高二检测)把6个相同电灯接成 如图(甲)、(乙)所示两电路，调 节变阻器，两组电灯均能正常 发光。设(甲)、(乙)两电路消耗 的电功率分别为P1、P2，则 ( ) • A．P1＜3P2 B．P1 ＝3P2 • C．P1＞3P2 D．3P1＝P2
• 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？ • 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。
• A．微型电动机内线圈电阻为R线＝4.0Ω • B．微型电动机内线圈电阻为R线＝12Ω • C．电动机正常转动时输出的机械功率为P机 ＝48W • D．电动机正常转动时输出的机械功率为P机 解析：当电动机停止转动时，相当于一个纯电阻元件，根 ＝32W U1 据欧姆定律可知电动机内线圈的电阻 R ＝ ＝4Ω， 所以 A 正 • 答案：AD I1
(3)设物体 A 的重力为 G，t＝10s 内物体上升的高度为 h， 根据能量守恒定律得 P 出 t＝Gh P出t 4×10 h＝ G ＝ m＝2m。 20 (4)这台电动机的机械效率为 P出 4 η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。 5 P入
• 答案：(1)1W (2)5W 4W (4)80%
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• 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 正比 __________的二次方成正比，跟导体的电阻 I2Rt 及通电时间成__________ 。 (2)表达式：Q＝__________。 2．热功率 Q I2 R (2) 表达式：P＝ t ＝__________ 。 (1) 定义：单位时间内放出的热量。
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• 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
1.概念
功 跟完成这些功所用 _______ 时间 的比值叫 电流所做的 _______
做电功率。 2．表达式 W IU P＝ t ＝__________ 。 3．单位
瓦特 __________ ，符号 W。
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4．物理意义 快慢 表示电流做功的 _________。 5．用电器的额定功率和实际功率 最大功率 (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 实际工作 (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。
• 解析：电吹风机消耗的电功率P是总的功率， 总功率的大小应该用P＝UI来计算，总功率P ＝UI，所以A正确，而C错误；电吹风机中发 热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率 为I2(R1＋R2)，吹风机的总功率P＝IU要大于 发热部分的功率，所以B错误，D正确。
课堂知识构建
考点题型设计
• 纯电阻电路中电功率的分析与计算 • 额定电压都是110V，额定功率PA ＝100W，PB＝40W的电灯两盏，若接在电 压是220V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图中的 哪一个( )
解析：表盘上的字样说明表盘转动 3 000 转时，电路消耗 200 1 1 度电(1kW· h)， 即在 2min＝120s 内， 电路消耗 kW· h＝ 3 000 15 W 1 1 6 kW· h 的电能，所以 P＝ t ＝ ×3.6×10 × W＝2 000W， 15 120 即空调的耗电功率为 2 000W。
• 答案：2 000W • 点评：要善于将所学的物理知识应用到日常 生活实际，学以致用。
• 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。
重点难点突破
一、串、并联电路中电功率的分析与计算 1．串联电路
2 各部分电路电流 I 相同，根据 P ＝ I R， 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
2．并联电路 U2 各支路电压相同，根据P＝ R ，各支路 功率关系 电阻上的电功率与电阻成反比 总功率P总＝UI＝UI1＋I2＋„＋In ＝P1＋P2＋„＋Pn 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。
• 易错分析：本题易错选项及错误原因分析： B项，不清楚在非纯电阻电路中公式U＝IR不 再成立。 C项，由W＝UIt判断出W1＝W2， 考虑到电动机有机械能输出，由能量守恒判 断得Q1>Q2，实际上电动机和电阻两端的电 压并不相等，欧姆定律不适用。 • D项，正确判断出U1<U2后，由W＝UIt得 W1<W2，由Q＝W得Q1<Q2，实际上电流通 过电动机做的功一部分转化为电热，另一部 分转化为机械能。
知道电功率和热功率的区别和联系，
能区分电功和电热。
课堂情景切入
• 为什么电视机、电风扇通电时间长了会发热？
• 电流产生的热量和哪些因素有关？
知识自主梳理
• 生物 • 电功1.定义 • 电流在一段电路中所做的功等于这段电路两 电路中的电流 I 、_________________、通电时 端的电压U 间t三者的乘积。 • 2．表达式 UIt • W＝qU＝________。 焦耳 • 3．单位 3.6×106 • 国际单位为__________，符号为J。常用单 位为千瓦时(kWh)，亦称为“度”，1度＝
• 二、纯电阻电路和非纯电阻电路 • 1．两种电路的比较
两种电路 比较内容 元件特点 纯电阻电路 非纯电阻电路 除电阻外还包括能把 电路中只有电阻元件 电能转化为其他形式 能的用电器 服从欧姆定律 不服从欧姆定律： U U I＝ R U>IR 或 I<R 电流做功全部转化为电 电流做功除转化为内 热即电能全部转化为导 能外还要转化为其他 体的内能 形式的能 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
• 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。
易错案例剖析
• 易错点：将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆 导致错误 • 案例： • 电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示， 已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开 关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电 动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t， 电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电 流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2， 则有( ) • A．U1<U2，Q1＝Q2 • B．U ＝U ，Q ＝Q
第二章
恒定电流
第二章
5 焦耳定律
1
学习目标定位
5
课堂知识构建
2
课堂情景切入
6
考点题型设计
3
知识自主梳理
7
易错案例剖析
4
重点难点突破
8
课 时 作 业
学习目标定位
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理解电功的概念，知道电功是指电场 力对自由电荷所做的功，理解电功 的公式，能进行有关的计算。 关的计算。