物理 第二章 直流電路 第8講 焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化 教科版選修31

第二章直流電路1.知道并理解電功、電功率的概念，并能利用公式進(jìn)行有關(guān)計算.2.弄清電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系.3.知道純電阻電路和非純電阻電路的特點和區(qū)別.4.明確閉合電路中的功率及能量轉(zhuǎn)化.目標(biāo)定位二、焦耳定律熱功率三、電路中的能量轉(zhuǎn)化對點檢測 自查自糾欄目索引一、電功和電功率1.電功(1)定義：電場力移動電荷所做的功.(2)定義式：WUIt.(3)單位：國際單位制：焦耳，符號： .(4)實質(zhì)： 轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(5)適用條件： 電路.答案一、電功和電功率n知識梳理J電能任何2.電功率電流所做的功與做這些功所用時間的比值.(1)定義：時間內(nèi)電流所做的功.(2)公式：P .(3)單位：國際單位制：瓦特，符號：.(4)物理意義：表示電流做功的.(5)適用條件： 電路.答案單位IUW快慢任何(1)兩個電阻串聯(lián)，功率和電阻存在什么關(guān)系？答案【深度思考】答案答案由PI2R知，串聯(lián)電阻的功率與電阻成正比.(2)兩個電阻并聯(lián)，功率和電阻存在什么關(guān)系？例例1將兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)在電壓為U的電源兩端，R1消耗的功率為P1，R2消耗的功率為3P1，當(dāng)把它們串聯(lián)在電壓為4U的電源兩端時，下列說法正確的是()A.R1兩端的電壓為UB.R2消耗的功率變小C.通過R2的電流變小D.兩個電阻消耗的總功率為12P1n典例精析解析答案返回返回答案答案D1.焦耳定律：(1)內(nèi)容：電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電流的 成正比，跟成正比，跟成正比.(2)表達(dá)式：Q.(3)焦耳熱：電流通過電阻而產(chǎn)生的熱量.(4)適用條件： 電路.答案n知識梳理二、焦耳定律熱功率二次方電阻值通電時間I2Rt任何2.熱功率(1)定義：電阻通電所產(chǎn)生的熱量與產(chǎn)生這些熱量所用時間的比值，即單位時間內(nèi)電阻通電所產(chǎn)生的熱量.(2)表達(dá)式：P熱.(3)適用條件： 電路.答案I2R任何電風(fēng)扇、電冰箱消耗的電能等于I2Rt嗎？電風(fēng)扇、電冰箱消耗的電能轉(zhuǎn)化成什么形式的能量？答案【深度思考】答案答案不等于；電風(fēng)扇、電冰箱消耗電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱能，有大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，小部分轉(zhuǎn)化為電熱.例例2一臺電動機(jī)，額定電壓為100 V，電阻為1 .正常工作時，通過的電流為5 A，則電動機(jī)因發(fā)熱損失的功率為()A.500 W B.25 WC.1 000 W D.475 Wn典例精析解析答案解析解析電動機(jī)的熱功率P熱I2r521 W25 W，B正確，A、C、D錯誤.B返回1.電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電源轉(zhuǎn)化為電能的功率 ，等于電源輸出功率 與電源內(nèi)電路的熱功率 之和，即：IE _.答案三、電路中的能量轉(zhuǎn)化n知識梳理IEIUI2rIUI2r2.純電阻電路和非純電阻電路 純電阻電路非純電阻電路能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系WQ即IUtI2RttWQE其他UItI2RtE其他電功率和熱功率的關(guān)系PP熱，即IUI2RPP熱P其他即IUtI2RP其他歐姆定律是否成立UIRI成立UIRI不成立例例3如圖1所示的電路中，電源電壓為60 V，內(nèi)阻不計，電阻R2 ，電動機(jī)的內(nèi)阻R01.6 ，電壓表的示數(shù)為50 V，電動機(jī)正常工作，求電動機(jī)的輸出功率.n典例精析解析答案總結(jié)提升圖1答案答案210 W總結(jié)提升電動機(jī)的功率電動機(jī)的總功率(輸入功率)：P入UI電動機(jī)的熱功率P熱I2r.說明：注意區(qū)分電動機(jī)的幾種功率，從能量守恒角度去分析和考慮電動機(jī)問題.例例4如圖2所示的電路中，電源電動勢E10 V，內(nèi)阻r0.5 ，電動機(jī)的電阻R01.0 ，定值電阻R11.5 .電動機(jī)正常工作時，電壓表的示數(shù)U13.0 V，求：(1)電源釋放的電功率；解析答案圖2答案答案20 W(2)電動機(jī)消耗的電功率及將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；解析答案圖2解析解析電動機(jī)兩端的電壓為UEIrU1(1020.53.0) V6 V.電動機(jī)消耗的電功率為：P電UI62 W12 W.電動機(jī)消耗的熱功率為：P熱I2R0221.0 W4 W.根據(jù)能量守恒得P機(jī)P電P熱(124) W8 W.答案答案12 W8 W(3)電源的輸出功率.解析答案返回圖2解析解析電源的輸出功率為P出P釋P內(nèi)P釋I2r(20220.5) W18 W.答案答案18 W1.(電功和電功率)(多選)如圖3所示，把四個相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后，燈泡都正常發(fā)光，且兩個電路的總功率相等.則下列對這兩個電路中的U甲、U乙、R甲、R乙之間的關(guān)系的說法，正確的是()解析答案 對點檢測圖3A.U甲2U乙 B.U甲2U乙C.R甲4R乙 D.R甲2R乙解析解析設(shè)燈泡的電阻為R，正常發(fā)光時電流為I，電壓為U，由于兩個電路的總功率相等，PU甲IU乙2I，得U甲2U乙；又由U甲2UIR甲，U乙U2IR乙，得R甲4R乙，故正確答案為B、C.答案答案BC2.(焦耳定律)通過電阻R的電流為I時，在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，若電阻為2R，電流為 ，則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為()解析答案C3.(焦耳定律和熱功率)一臺電動機(jī)，額定電壓為100 V，電阻為1 .正常工作時，通過的電流為5 A，則電動機(jī)因發(fā)熱損失的功率為()A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W解析答案解析解析電動機(jī)的熱功率P熱I2r521 W25 W，B正確，A、C、D錯誤.B4.(閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化)如圖4所示，電源電動勢E30 V，內(nèi)阻r1 ，燈泡上標(biāo)有“6 V12 W”字樣，直流電動機(jī)線圈電阻R2 ，若燈泡恰好能正常發(fā)光，求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率.解析答案返回圖4U內(nèi)Ir21 V2 V所以電動機(jī)兩端電壓為UMEU內(nèi)U30 V2 V6 V22 V電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為P機(jī)UMII2R222 W222 W36 W.答案答案36 W