2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 第5节 焦耳定律课件 新人教版选修3-1

第5节焦耳定律固知识、要点梳理1．电功(1)定义：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．(2)公式：W＝qU＝1________(适用于所有的用电器)．(3)单位：焦耳，符号：J.(4)实质：2______转化成其他形式的能的过程．UIt电能2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的3______．(2)公式：P＝Wt＝4____(适用于任何电路)．(3)单位：瓦特，符号：W.(4)额定功率：当用电器两端的电压或流过用电器的电流为额定值时，用电器正常工作．此时用电器的功率就是额定功率．快慢UI3．串、并联电路中的功率关系串联电路并联电路功率分配P1P2＝R1R2P1P2＝R2R1功率关系P＝P1＋P2＋…＋PnP＝P1＋P2＋…＋Pn4.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额．(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．1．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UAUB，则下列说法正确的是()A．两灯正常发光时，灯泡的电流IAIBB．两灯电阻RARBC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PAPBD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率PA′PB′解析：选D由P＝U2R可知RARB，由P＝UI可知额定电流IAIB．两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以PAPB；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1R，所以PA′PB′，D正确．2．现标有“110V40W”的灯泡L1和标有“110V100W”的灯泡L2及一只最大阻值为500Ω的滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是()解析：选CL1(110V40W)和L2(110V100W)的额定电压相同，由P＝U2R可知R1R2，由串、并联电路电流、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(P1＋P2)，C中P总＝2P2，故选C．3．灯泡L1、L2分别标有“24V12W”“12V12W”的字样，将两个灯泡串联后接入电源电压为U的电路中，若要保证两个灯泡不损坏，则(不考虑灯丝电阻变化)()A．电源电压U的最大值为30VB．两灯泡的实际功率之比为P1∶P2＝1∶4C．灯泡L2两端电压与电源电压U之比为1∶3D．电源电压U为36V时，灯泡L1、L2均能正常发光解析：选A由P＝UI可得，两灯泡的额定电流：I1＝1224＝0.5A，I2＝1212＝1A；由I＝UR可得，两灯泡的电阻：R1＝240.5＝48Ω，R2＝121＝12Ω；因要保证两个灯泡不损坏，所以电路中的最大电流I＝I1＝0.5A；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的最大电压：U＝I(R1＋R2)＝0.5A×(48Ω＋12Ω)＝30V，故A正确；当电源电压U为36V时，灯泡L1、L2不能正常发光，故D错误；因串联电路各处的电流相等，所以由P＝I2R可知，两灯泡的实际功率之比：P1P2＝I12R1I22R2＝R1R2＝4812＝41，故B错误；由U＝IR可知，灯泡L2两端电压与电源电压之比：U2U＝IR2IR1＋R2＝R2R1＋R2＝1212＋48＝15，故C错误．1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)表达式：Q＝5____.(3)单位：焦耳，符号：J.(4)实质：电流通过做功把电能转化为6___能．I2Rt内2．热功率(1)定义：7__________内产生的热量．(2)公式：P＝Qt＝8________.(3)单位：瓦特，符号：W.(4)实质：电能转化为内能的功率．单位时间I2R3．纯电阻电路和非纯电阻电路(1)常用的电灯泡、电炉子等为纯电阻电路．电动机、电解槽等为非纯电阻电路．(2)纯电阻电路服从欧姆定律，而非纯电阻电路不完全服从欧姆定律．(3)纯电阻电路电流做功时，电能全部转化为电热，而非纯电阻电路，电流做功将电能一部分转化为电热，一部分转化为机械能或其他形式的能．4．电功与电热纯电阻电路非纯电阻电路电功W＝UIt＝I2Rt＝U2RtW＝UIt电热Q＝UIt＝I2Rt＝U2RtQ＝I2Rt关系W＝QWQ5.电功率与热功率纯电阻电路非纯电阻电路电功率P电＝UI＝I2R＝U2RP电＝UI热功率P热＝UI＝I2R＝U2RP热＝I2R关系P电＝P热P电P热1．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2RB．P＝U2RC．P＝IUD．P＝I2R＋U2R解析：选C家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确．2．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作，用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是()A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：选C根据欧姆定律计算电饭煲电阻R1＝UI1＝44Ω，洗衣机电动机线圈两端的电压小于220V，故线圈电阻小于440Ω，A选项错误；根据电功率关系式计算电饭煲的电功率，P1＝U1I1＝1100W，洗衣机电动机的电功率P2＝U2I2＝110W，B选项错误；根据电功公式计算1min内电饭煲消耗的电能为W1＝P1t＝6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为W2＝P2t＝6.6×103J，C选项正确；本题中不能求出洗衣机电动机发热的功率，D选项错误．3．某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝50kg，电源电压为120V．当电动机以v＝0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5A(g＝10m/s2)．求：(1)电动机线圈的电阻R等于多少？(2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流多大？电动机消耗的电功率又为多大？解析：(1)电动机消耗的总功率P总＝UI，电动机的输出功率等于机械功率P机＝Fv＝mgv，电动机的发热功率P热＝I2R，而电动机消耗的总功率、热功率和输出功率之间的关系为P总＝P热＋P机，所以P热＝P总－P机，则R＝UI－mgvI2＝6Ω.(2)电动机不转动时相当于一纯电阻，由欧姆定律得I′＝UR＝20A，所以，此时电动机消耗的电功率等于发热功率P＝I′2R＝2400W.答案：(1)6Ω(2)20A2400W