高中物理 第二章 直流电路《焦耳定律 电路中的能量转化》参考课件 教科版选修31.ppt

第二章 第6节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 知识点三 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向一 考向三 考向二 3 焦耳定律的表达式为q i2rt 此式可用于任何电路 4 电源工作时 把其他形式的能转化为电能的功率为ie 等于对外输出功率iu和电源内部的热功率i2r之和 自学教材 1 电功 1 定义 电场力所做的功 2 大小 等于这段电路两端的电压u与电路中的电流i和通电时间t三者的 3 公式 w 4 国际单位 焦耳 符号j 5 意义 电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程 电流做了多少功 表明就有多少电能转化为其他形式的能 即电功是电能转化为其他形式的能的量度 移动电荷 乘积 uit 比值 乘积 快慢 重点诠释 2 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 答案 bc 自学教材 正比 正比 i2rt 比值 i2r 4 焦耳热的应用与危害 1 应用 利用电流的热效应来加热 烘干物体 如电烙铁 电烤箱 电暖气 电炉 电饭锅 电熨斗等 2 危害 减少用电器的使用寿命 烧坏用电器甚至引起火灾 重点诠释 1 纯电阻电路与非纯电阻电路对比 2 电功率的计算公式p u2 r中 u是加在用电器上的电压 r是用电器的电阻 此式可用于 a 计算电冰箱的功率b 计算电风扇的功率c 计算电烙铁的功率d 计算洗衣机的功率 解析 公式p u2 r是根据功率公式和欧姆定律推导出来的 只能用在纯电阻电路中 故c正确 a b d错误 答案 c 自学教材 1 电源内部的能量转化在电源内部 通过各种作用将其他形式的能转化为 2 电路中的能量转化 1 纯电阻电路中 p电 2 在非纯电阻电路中 p电 电能 p热 p热 p其他 3 闭合电路的功率分析 1 公式表达 由闭合电路欧姆定律可得ie 2 物理意义 电源把其他形式的能量转化为电能的功率ie 等于电源输出功率与电源内电路的热功率之和 iu i2r iu i2r 重点诠释 图2 6 1 3 在如图2 6 2所示的u i图像中 直线 为某一电源的路端电压与电流的关系图像 直线 为某一电阻r的伏安特性曲线 用该电源与电阻r组成闭合电路 由图像判断正确的是 a 电源的电动势为3v 内阻为0 5 b 电阻r的阻值为1 c 电源的输出功率为4wd 电源的效率为80 图2 6 2 答案 abc 例1 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2 6 3 审题指导 解答本题应注意以下两点 1 两灯的电阻大小关系 2 题目要求两灯均正常发光且电路消耗功率最小 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 对于d电路 若变阻器的有效电阻等于a b的并联电阻 则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 1 在串联电路中 用电器消耗的功率及两端电压均与其电阻成正比 2 在并联电路中 用电器消耗的功率及流过电阻的电流均与其电阻成反比 1 有四盏电灯 如图2 6 4所示连接在电路中 l1 l2都标有 220v 110w 字样 l3和l4都标有 220v 40w 字样 把电路接通后最暗的是 a l1b l2c l3d l4 图2 6 4 答案 c 例2 规格为 220v36w 的排气扇 线圈电阻为40 求 1 接上220v的电压后 排气扇转化为机械能的功率和发热的功率 2 如果接上电源后 扇叶被卡住 不能转动 求电动机消耗的功率和发热的功率 审题指导 解答本题时应注意以下三点 1 欧姆定律的适用条件 2 机械功率 输入功率与热功率的关系 3 无论电机转动不转动 发热功率均为p i2r 答案 1 35w1w 2 1210w1210w 电动机电路的功率关系 1 电动机的等效处理 电动机是一种非纯电阻用电器 它把电能转化为机械能和内能 在电路计算中 常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r和无电阻的转动线圈串联而成 如图2 6 5所示 电流通过r时把电能转化为热能 而线圈把电能转化为机械能 2 输入功率 电动机的总功率 由电动机电路的电流和电压决定 计算公式 p总 ui 图2 6 5 图2 6 6 2 如图2 6 7所示的电路中 电源电压为60v 内阻不计 电阻r 2 电动机的内阻r0 1 6 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 6 7 答案 210w 例3 电路图如图2 6 8甲所示 图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像 滑动变阻器的最大阻值为15 定值电阻r0 3 图2 6 8 1 当r为何值时 r0消耗的功率最大 最大值为多少 2 当r为何值时 电源的输出功率最大 最大值为多少 审题指导 解答本题时应把握以下三点 1 由u i图像求电源的电动势和内阻 2 电路中的电流最大时 r0消耗的功率最大 2 根据电源有最大输出功率的条件 求电源的最大输出功率 答案 1 010 9w 2 4 5 13 3w 1 定值电阻消耗功率最大时通过的电流一定最大 2 求可变电阻消耗的最大功率时 可将固定电阻等效到电源内部处理 3 不要死记电路中内 外电阻相等时电源有最大输出功率的条件 由于题目条件的限制 不一定存在这个状态 由电源的输出功