3_第五节 焦耳定律

第五节焦耳定律一、电功和电功率1．电功(1)定义：电场力对电荷做的功．(2)物理意义：反映电能转化为其他形式能的多少．(3)单位：焦耳，符号为J.(4)表达式：W＝UIt即电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．UqqUWItqUItWRM注意：本公式用于计算任何情况下消耗的电能。电解槽2．电功率(1)定义：_________内电流所做的功．(2)表达式：P＝＝_____.(3)单位：_____，符号为W.(4)物理意义：表示电流做功的_____．(5)用电器的额定功率和实际功率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(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．单位时间UI瓦特快慢最大功率Wt实际工作注意：本公式用于计算任何情况下单位时间消耗的电能。二、焦耳定律1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体（电阻）产生的热量跟_____的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成____．(2)表达式：Q＝_____.2．热功率(1)定义：单位时间内放出的_____．(2)表达式：P＝＝_____.电流正比I2Rt热量I2RQt注意：本公式是计算热的一般表达式。UqRM电解槽三、两种不同的电路M纯电阻电路：电路中只有电阻元件非纯电阻电路：除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器（电动机）四、欧姆定律适用于非纯电阻电路吗？RUIIRU我们可以把一个实际的电动机“分解”为两部分：理想电动机+线圈内阻这两部分都要分到一定的“电压”，所以不能用欧姆定律计算通过电动机的电流。RMMrIrUrUIU在什么情况下，U=Ir？0U电阻理想电动机实际电动机1．输入功率：即电功率，是电动机的总功率．P入=P总＝UI.2．输出功率：电动机对外做功的功率．P出＝F·v(设重物匀速上升)．3．热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2r.4．功率关系：P总＝P出＋P热．5．电动机的效率：η＝P出/P入五、非纯电阻（电动机）电路中的能量转化W=P电t=UIt=I2RtW=P电t=UIt=I2rt+P出t电能=热电能=机械能+热RMMrUIIUP电=UI=I2RP电=UI=I2r+P出☆12.如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)10s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－5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．非纯电阻电路的分析和计算例2图2－5－5ΩAVIUr25.00.111WWrIIU2222215PPP22222）（热总出P356．额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的两盏灯，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下图中的()7．(2013·郑州外国语学校高二检测)把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙3P甲10、如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3V,6W”、“6V,3W”，求PQ间允许加的最大电压为多少？(假定小灯泡电阻不变)解析：两灯泡的额定电流，由P＝UI得P594、有四盏灯，接入如图所示的电路中．L1和L2都标有“220V,100W”，L3和L4都标有“220V,40W”．把电路接通后，最暗的灯将是()A．L1B．L2C．L3D．L4变式训练2如图2－5－6所示，电路电压为60V，内阻不计，电阻R＝2Ω，电动机的内阻R0＝1.6Ω，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2－5－6R＝2ΩR0＝1.6Ω50V250-60IrIUI2PPP热总输在相距40km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800Ω，如果在A、B间的某处发生短路，(若在A地两导线间加以电源，)这时接在A处的电压表示数为10V，电流表的示数为40mA，求：发生短路处距A处有多远？电阻定律的应用例240km25004.010R1252Rkmx4040012512．(2011年兴义高二检测)A、B两地相距11km，A地用两根完全相同的导线向B地送电，若两地间某处的树倒了，压在导线上而发生故障．为了找出故障所在处，在A地给两根导线加上12V的电压，此时在B地测得电压是10V；在B地给两根导线加上12V的电压，此时在A地测得电压是4V，问：故障发生在何处？12V10V12V4VRxrR21210RrxR）（-1121248．现有半球形导体材料，接成如图所示甲、乙两种形式，则两种接法的电阻之比R甲∶R乙为()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶42、一根对称的玻璃管如图置于竖直平面内，管所在的空间有竖直方向的匀强电场E，质量为m，带正电量为Q的小物体在管内从A点由静止开始运动，且与管壁的动摩擦因数为u，管AB长为L，小球在B端与管作用没有能量损失，管与水平面夹角为θ，求从A开始，小物体运动的总路程是多少？（设Eqmg）0cos)(sin)(smgEqlmgEq向“上”的类重力