高二物理 焦耳定律
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高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.如图所示,D为一电动机,电动机内部导线的电阻r’=0.4Ω,电源电动势E=40V,电源内电阻r=1Ω,当开关S闭合时,电流表的示数为I=4.0A,则电动机的发热功率为____ W,转化为的机械功率是______W.【答案】6.4 137.6【解析】电动机的发热功率为:P1=I2r=6.4W;电动机输入的总功率:P=I(E-Ir)=4.0×(40-4.0×1.0)W=144W;转化为的机械功率是P2=P-P1=144W-6.4W=137.6W.【考点】电动机功率的计算。
2.(9分)如图所示电路中,电源的总功率是40W,R1=4Ω,R2=6Ω,a、b两点间的电压是4.8V,电源的输出功率是37.6W。
求:(1)通过电源的电流;(2)电源电动势E;(3)电源的内电阻r;【答案】(1)2A(2)20V(3)0.6Ω【解析】R1电流:I1=Uab/ R1=1.2AR2电流:I2=Uab/ R2="0.8A"总电流:I= I1+ I2=2A电源总功率:P总=EI,电源电动势:E= P总/I=20V电源内部消耗的功率:P内= P总-P出=2.4W由P内=I2r,电源内阻:r= P内/I2=0.6Ω【考点】全电路欧姆定律;电功率。
3.电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r=0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求:(1)电源的电动势;(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.【答案】(1)120V;(2)20A;(3)1700W【解析】试题分析: 当S1闭合S2断开时电炉功率为P1,电炉中电流电源电动势E=I(R+r)="120V"当S1、S2都闭合时电炉功率为P2,电炉中电流电炉路端电压为 U=IR=5×19=95V 通过电源的电流为通过电解槽的电流为IA =I-IR=20A电解槽消耗的电功率PA =IAU=20×95=1900W电解槽内热损耗功率电解槽转化成化学能的功率P化=PA-P热=1700W【考点】电功、电功率4.如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L标有“6 V,12 W”字样,电动机线圈的电阻RM="0.50" Ω。
以下是高二物理电磁学部分的常用公式:
电场强度公式:E=F/q,电场力公式:F=qE,电势差公式:U=W/q,电容器的电容公式:C=Q/U,电流的定义式:I=q/t。
欧姆定律:I=U/R,焦耳定律:Q=I²Rt,法拉第电磁感应定律:E=nΔΦ/Δt,闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)。
磁感应强度的定义式:B=F/IL,安培力公式:F=BIL,洛伦兹力公式:F=qvB。
电功公式:W=UIt,电功率公式:P=UI,焦耳定律:Q=I²Rt。
洛伦兹力不做功,电场力做功与电势差的关系为:WAB=qUAB。
粒子通过加速电场的偏转量与偏转角的关系为:y=at²/2,tanθ=v⊥/v0。
电容器通过充电和放电过程实现电能和化学能的转化。
平行板电容器的电容公式为:C=εS/4πkd。
带电粒子在匀强电场中的运动公式有:v²-v0²=2ax,tanθ=v⊥/v0等。
电磁学公式比较多且复杂,需根据不同的情境和问题进行选择和应用。
同时也要注意单位和符号的规范使用。
2.5焦耳定律【教学目标】(一)知识与技能1、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。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。
【教学方法】等效法、类比法、比较法、实验法【教学仪器】灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机【教学过程】(一)引入新课教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。
学生:(1)电灯把电能转化成内能和光能;(2)电炉把电能转化成内能;(3)电动机把电能转化成机械能;(4)电解槽把电能转化成化学能。
教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
(二)进行新课1、电功和电功率教师:请同学们思考下列问题(1)电场力的功的定义式是什么?(2)电流的定义式是什么?学生:(1)电场力的功的定义式W=qUq(2)电流的定义式I=t教师:投影教材图2.5-1(如图所示)如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I ,在时间t 内通过这段电路上任一横截面的电荷量q 是多少?学生:在时间t 内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q =It 。
教师:这相当于在时间t 内将这些电荷q 由这段电路的一端移到另一端。
在这个过程中,电场力做了多少功?学生:在这一过程中,电场力做的功W =qU =IUt教师:在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。
焦耳定律教案焦耳定律教案大全一教学设计与说明教材分析《焦耳定律》是《普通高中物理课程标准》选修模块3—1中第二章“恒定电流”中的内容,其基本内容是“电功和电功率”“焦耳定律”。
本节从能量转化的角度理解电功和电热,区分纯电阻电路与非纯电阻电路。
教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律,而是从能量守恒定律分析得出的。
本节课的教学内容选自人民教育出版普通高中课程标准实验教材教科书2007年版《物理》选修3—1第2章第5节。
教材内容由“电功和电功率”“焦耳定律”两部分组成。
在“电功和电功率”部分,教科书根据功和能的关系,从电能的转化引入电功的概念,然后根据静电力做功的知识和电流与电荷量的关系得到了电功的计算公式,教学中可以引导学生对用电器中的能量转化进行讨论,这样有利于学生理解电功的物理意义:1.从静电力做功的角度去思考问题。
电流通过用电器的过程中,消耗了电能,同时产生了其它形式的能,这个能量转化的过程就是电流做功的过程。
实质上,就是静电力做功,电势能减小,增加了其他形式的能的过程。
在转化过程中能量守恒。
2.功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。
3.推导电功的公式时,在时间t内,相当于把电荷q由电路的一端移到另一端,移动电荷所做的功可由第一章静电场的知识求得。
4.不同的用电器电流做功的快慢不同,引入电功率概念,还可以类比速度等概念进行学习,帮助学生理解,要让学生知道额定电功率的含义,并让学生知道额定电功率的含义,并让学生对常见用电器的额定功率有一个大致的了解。
这部分内容的教材安排完全符合学生的认知和理解,因为学生在这之间已学习了静电场和能量守恒定律,在学生看来这样的一部分内容只是已有知识的一个演变过程,这样有利于学生在短时间内理解,对学生接下来的学习完全扫清了障碍。
“焦耳定律”中,电路中电流做功,将电能转化为其他形式的能,其中很常见的就是内能。
焦耳定律[学习目标定位] 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.一、电功和电功率[问题设计]1.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.电流做功的实质是什么?2.电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同,两者间有何关系?二、焦耳定律和纯电阻电路、非纯电阻电路[问题设计]1.某一电路中只含有某一电阻元件,即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、电解槽其中的一种,分析哪些属于纯电阻电路,哪些属于非纯电阻电路.2.试根据电功和电热的关系区分纯电阻电路和非纯电阻电路.[延伸思考] 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?典例分析例1下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )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W =I 2Rt =U 2R t 只适用于纯电阻电路 C .在非纯电阻电路中,UI >I 2RD .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路例2额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的灯泡两盏,若接在电压为220 V 的电路上,使两盏灯炮均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )例3 一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V 电压后,消耗功率66 W ,问:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,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是多少?巩固练习1.把“8V 16W ”和“12V 36W ”的两盏电灯1L 、2L 串联到电压是16V 的电路中,比较两盏电灯的实际功率,则()A .灯1L 的实际功率大B .灯2L 的实际功率大C .两盏电灯的实际功率一样大D .不能确定哪盏电灯的实际功率大2.某电路在1分钟内消耗的电能为100J 。
人教版高二物理必修三第二单元知识点:电
热与焦耳定律
高二有好多物理知识需要大家掌握,这些物理知识比较
琐碎,所以在课下要实时的进行稳固复习,这样才能坚固掌
握学习过的物理知识,下边为大家带来人教版高二物理必修
三第二单元知识点:电热与焦耳定律,希望对大家掌握物理
知识有帮助。
电热:
(1)电流的效应:电流经过导体时电能转变成热,这个现
象叫做电流的热效应.
(2)电流热效应的本质:是电流经过导体时,由电能转变
为内能 .
(3)电热器:电流经过导体时将电能所有转变为内能的用
电器 .其长处是洁净、无污染、热效率高,且便于控制和调理
电流 .
(4)有时人们利用电热,如电饭锅、电熨斗等;有时人们防止电热产生的危害,如散热孔、散热片、散热电扇等.
焦耳定律:
(1)内容:电流经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,这个规律叫
焦耳定律 .
(2)公式: Q=I2Rt ,公式中的电流I 的单位要用安培(A) ,
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电阻 R 的单位要用欧姆 (Ω) ,经过的时间 t 的单位要用秒 (s)这样,热量 Q 的单位就是焦耳 (J).
(3)变形公式: Q=U2t/R,Q=UIt( 仅合用于纯电阻电路)
电热与电能的关系:纯电阻电路时Q=W; 非纯电阻电路时Q
以上就是小编为大家带来的人教版高二物理必修三第二
单元知识点:电热与焦耳定律,希望我们可以重视高二物理
知识点的掌握,进而在考试中取的好的物理成绩。
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高二年级物理重点知识点归纳笔记书,是学问的源泉,是人类进步的阶梯。
只有多读书、读好书,才能使自己的羽翼丰满,我为各位同学整理了《高二年级物理重点学问点归纳笔记》,盼望对你的学习有所关心!1.高二年级物理重点学问点归纳笔记篇一一、焦耳定律1、定义:电流流过导体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、意义:电流通过导体时所产生的电热。
3、适用条件:任何电路。
二、电阻定律1、电阻定律:在肯定温度下,导体的电阻与导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比。
2、意义:电阻的打算式,供应了一种测电阻率的方法。
3、适用条件:适用于粗细匀称的金属导体和浓度均与的电解液。
三、欧姆定律1、欧姆定律:导体中电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比。
2、意义:电流的打算式,供应了一种测电阻的方法。
3、适用条件:金属、电解液(对气体不适用)。
适用于纯电阻电路。
2.高二年级物理重点学问点归纳笔记篇二传感器的及其工作原理1、有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们根据肯定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。
我们把这种元件叫做传感器.它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很便利地进行测量、传输、处理和掌握了.2、光敏电阻在光照耀下电阻变化的缘由:有些物质,例如硫化镉,是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增加,载流子增多,导电性变好.光照越强,光敏电阻阻值越小.3、金属导体的电阻随温度的上升而增大,热敏电阻的阻值随温度的上升而减小,且阻值随温度变化特别明显.金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.3.高二年级物理重点学问点归纳笔记篇三气体的状态参量:温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规章运动的猛烈程度的标志,热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、匀称的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大抱负气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}4.高二年级物理重点学问点归纳笔记篇四磁现象的电本质1.罗兰试验正电荷随绝缘橡胶圆盘高速旋转,发觉小磁针发生偏转,说明运动的电荷产生了磁场,小磁针受到磁场力的作用而发生偏转。