新人教版选修3-1高中物理焦耳定律 学案

1、焦耳定律 学案 【典型例题】【例1】将A、B两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（ D ）若A灯中的电流比B灯大，则A灯一定比B灯亮B、若A灯两端的电压比B灯大，则A灯一定比B灯亮C、若电流对A灯做的功比B灯多，则A灯一定比B灯亮D、若A灯消耗的电功率比B灯大，则A灯一定比B灯亮【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，只有通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡实际功率大这一结论，电流做功多，同样不能确认实际功率大。【答案】D【例2】额定电压为220V的电动机的线圈电阻为0.8，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J，则电

2、动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？【解析】电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q= I2Rt得1280=I20.81解得I=40A由能量转化和守恒得P输入=P机+P热P机=UI-I2R=8800-1280=7520J【例3】某商场安装了一台倾角为30的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方运动。电动机的最大输出功率为4.9kW，不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这

3、台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少？（设人的平均质量为60kg，g10m/s2）【解析】因为电动机有最大输出功率，这就决定了自动扶梯载人也有最大限额。从功率关系来看，电动机的输出功率，提供扶梯自身运动所需功率；转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率。设：可同时乘载的最多人数为n人，此时电动机处于最大输出功率状态，扶梯本身向上运动所需功率为：P1IU5380W1900W1.9kW电动机的最大输出功率为P，n个人以恒定速率v0.4m/s随扶梯向上运动所需功率为：P2PP1（4.91.9）kW3.0kW所以，载人的最多人数是：个注意：扶梯对人的支持力竖直向上，而人的运动方向与水平面有一夹角，故克

4、服重力的功率为，而不是【基础练习】选择题：1、在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器：（ ）A、电扇和电吹风 B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱 D、电解槽2、关于电功，下列说法中正确的有：（ ）电功的实质是电场力所做的功电功是电能转化为其他形式能量的量度电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D、电流通过电动机时的电功率和热功率相等3、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（ ）A、在任何电路中，电功UIt=I2RtB、在任何电路中，电功为UIt，电热为I2RtC、在纯电阻电路中，UIt=I2R

5、tD、在非纯电阻电路中，UItI2Rt4、若A灯标有“220V 60W”，B灯标有“220V 100W”，把两灯接入电路中，下列说法中正确的是（ ）当通过两灯的电流相等时，A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时，B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时，A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时，B灯比A灯亮5、为了使电炉消耗的功率减小到原来的一半，可行的办法是（ ）A、使通过它的电流减半 B、使两端的电压减半C、使电炉的电阻减半 D、使它两端的电压和电阻均减半6、有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡把灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是（ ）A、灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2

6、R，电灯变亮B、灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗C、灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变亮灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P= U2/R，电灯变暗二、填空题：7、一个电阻为20的导体，当它每通过3C电量时，电流做功18J，那么此导体两端所加电压为 V，通过3C电量的时间为 s。8、有一电风扇标有“220V 55W”，若电风扇的电动机线圈电阻为8，当它正常工作时，电源供给的电功率是 W，转化为风的电功率是 W，电动机的发热功率是 W。9、设通过某电阻R的电流为I，则对应每一个定向通过R的电子（电荷量为e）,电场力所做的功为 。三、计算题：10、某滑

7、动变阻器上标有“20、0.2A”的字样，现将固定端A和滑动端P接在3V的电源上，并保持电压不变，如图所示。在P由B端向A端移动的过程中，AP端电阻允许消耗的最大功率是多少？这时AP段的电阻多大？11、一个标有“110V、10W”的灯泡，求：它的电阻；正常工作时的电流；如果接在100V的电路中实际功率多大？接在220V电压的电路中，它的实际功率多大？会发生什么现象？12、一台直流电动机的额定电压为U110V，电枢的电阻R0.5，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t1分钟。求：电流所做的功；电枢上产生的热量；电动机输出的机械能。【能力提升】1、在某段电路中，其两端电压为U，通

8、过的电流为I，通电时间为t，那么关于电功和电热的关系错误的是（ ）A、在任何电路中，电功IUt等于电热I2RtB、在任何电路中，电功为IUt，电热为I2RtC、在纯电阻电路中，IUt=I2RtD、在非纯电阻电路中，IUtI2Rt2、将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将金属丝均匀的拉长为原来的两倍后再接入原来的电路中，则它的功率为：（ ）A、4P B、0.25P C、16P D、0.125P3、在电阻器上除了标明电阻值，还标明额定功率，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会烧坏，现有一个“100 4W”的电阻器，允许加在这个电阻器上的最大电压为U= V。允许通过这个电阻器的最大电流为I=