第二章第五节_焦耳定律上课二

1、Unit2恒定电流恒定电流纯电阻电路: 非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功 = 电热电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P =P热热 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W= UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R应用应用1、下图所示的电路中，三电阻串联，、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总，电路总电压为电压为U，各电阻消耗的功率分别为

2、，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1R1R2R3A应用应用2、下图所示的电路中，三电阻并联，其、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压，电路总电压为为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则则 P1：P2：P3等于等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1DI额额=P额额/U额额 =1000/220A 4.5A 应用应用3：规格为：规格为“220V，1000W”的电炉，求：的电炉，求： 1

3、.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻电炉的电阻 2.电炉的电阻：电炉的电阻： R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时： =应用应用4加在某台电动机上的电压是加在某台电动机上的电压是U，电动，电动机消耗的电功率为机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为，电动机线圈的电阻为r，则，则电动机线圈上消耗的热功率为（电动机线圈上消耗的热功率为（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI， 热功率只能用热功率只能

4、用P热热=I2RC例例1：对计算任何用电器的：对计算任何用电器的电功率电功率都适用的公式是都适用的公式是( ) RIP2RUP2UIPtWPCD例例2、对计算任何用电器的、对计算任何用电器的热功率热功率都适用的公式是都适用的公式是 ( ) RIP2RUP2UIPQPt计算计算热功率热功率的的普适公式普适公式为为: :I2RtQPAD解解:据能量守恒定律得据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W故电动机每分钟所做的机械功为故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU- -I2R)t =(5220- -520.4) 60 J =6.5104 J例例3、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线圈电

5、阻是0.4 ，当它两端，当它两端所加的电压为所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台。这台电动机每分钟所做的机械功有多少电动机每分钟所做的机械功有多少?1.器材：玩具电机器材：玩具电机1台、干电池台、干电池2节、电压表和节、电压表和电流表各电流表各 1 只、导线若干。只、导线若干。2.实验目的：请设法测出电风扇的直流电阻，实验目的：请设法测出电风扇的直流电阻，以及电动机工作时总功率以及电动机工作时总功率(电功率）和输出的机电功率）和输出的机械功率。械功率。实验：探究电功率与热功率的区别和联系实验：探究电功率与热功率的区别和联系 MVA3.实验步骤：取一个玩具小电实验步骤：

6、取一个玩具小电机，其内阻机，其内阻R=1.0，把它接，把它接在如图所示的电路中。在如图所示的电路中。（1）先夹住电动机轴，闭合电）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。率，并加以比较。实验：探究电功率与热功率的区别和联系实验：探究电功率与热功率的区别和联系 （2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为的阻值，使电压表的

7、示数为2.0 V（此电压为小电机（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。耗的电功率和热功率，并加以比较。MVA运运行情行情况况物理物理量量卡卡 住住 热功率热功率 I2R（W）电功率电功率UI（W）电电 阻阻 R （ ）电电 流流 I （A）电电 压压 U （V）机械功率机械功率 UI-I2R（W） 转转 动动30.0830.130300.240.30.192 0.3实验：探究电功率与热功率的区别和联系实验：探究电功率与热功率的区别和联系 0.04804.数据处理：数据处理：纯电阻电路纯电阻电路 非

8、纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能W电能电能W Q=I2Rt W=UIt（I=U/R）M（IU/R）电功：电功：W= UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R运转运转卡住卡住内能内能Q焦耳定律电热电热内能内能Q+其它形式的能其它形式的能 W=UIt Q=I2Rt电功电功等于等于电热电热电功电功大于大于电热电热实验：探究电功率与热功率的区别和联系实验：探究电功率与热功率的区别和联系 电功指某段电路在某段电功指某段电路在某段时间内消耗的全部电能时间内消耗的全部电能电热电热指转化为内能的那指转化为内能的那部分电能部分电能纯电阻电路中，电能全部变成了热，纯电阻

9、电路中，电能全部变成了热，电功电功=电热电热W=Q =UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率=热功率热功率 I=U/R非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能电解槽：电解槽：电能电能=化学能化学能+热能热能 电动机：电能电动机：电能=机械能机械能+热能热能 UIt I2Rt 电功率电功率热功率热功率 IU/R 电功和电热的比较电功和电热的比较 例例1.要使要使“110V，40W”、“110V，100W”的的两种灯泡接在两种灯泡接在220V的电路中都能正常发光，选的电路中都能正常发光，选择哪个电路；哪个最省电？择哪个电路；哪个最省电？L1L1L1L1L1

10、L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以可以可以正常发光：达到额定电压、额定电流正常发光：达到额定电压、额定电流省电省电 例例2.一台电风扇，内阻为一台电风扇，内阻为20，接上，接上220V电压后，电压后，消耗的功率是消耗的功率是66W。求：。求：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。（2）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功率，电机的效率。率，电机的效率。（3）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电求这时

11、通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率。功率和发热功率。 解析：解析：（1）由）由P=UI可得电流可得电流I=P/U=66W220V=0.3A；（2）线圈电阻发热功率）线圈电阻发热功率PQ=I2r=1.8w； 机械功率机械功率P机机=P-PQ=64.2W； 效率为机械功率与总功率之比为效率为机械功率与总功率之比为=P机机/P=97.3%（3）当叶片不转动时，作纯电阻，）当叶片不转动时，作纯电阻，I=U/r=11A； P=UI=I2r=2420w答：（答：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是）电风扇正常工作时通过电动机的电流是0.3A；（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是）

12、电风扇正常工作时转化为机械能的功率是64.2W，转化为内能的功率是转化为内能的功率是1.8W，电动机的效率为，电动机的效率为97.3%；（；（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流为通过电动机的电流为11A，电动机消耗的电功率和发热功，电动机消耗的电功率和发热功率都是率都是2420W电热电热1. 1. 电功电功WW 定义：定义：在一段电路中电场力所做的功在一段电路中电场力所做的功, ,也就是通常也就是通常 说的电流所做的功说的电流所做的功, ,简称电功简称电功. . 公式：公式：W=UW=UI It t 单位：单

13、位：J J 2. 2. 电功率电功率P P 定义：定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率单位时间内电流所做的功叫做电功率 公式：公式：P=W/t=UP=W/t=UI I 单位：单位：WWkWkWhkWh 1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J小结：电功和电功率、电热和热功率小结：电功和电功率、电热和热功率 3. 3. 焦耳定律焦耳定律 内容：内容：电流通过某导体，在时间电流通过某导体，在时间t t内产生的热量内产生的热量, , 跟电跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt公式：公式：P P热热=Q/

14、t=Q/t=I I2 2R R 单位：单位：W kWW kW4. 4. 热功率：热功率：P P热热 导体在单位时间内发出的热量导体在单位时间内发出的热量A组能力训练题组能力训练题11. 用电器两端电压用电器两端电压220V，这意味着，这意味着 ( )A. 1A电流通过用电器时，消耗的电能为电流通过用电器时，消耗的电能为220JB. 1C正电荷通过用电器时，产生正电荷通过用电器时，产生220J的热量的热量C. 1A电流通过用电器时，电流的发热功率为电流通过用电器时，电流的发热功率为220WD. 1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功功220JA组能

15、力训练题组能力训练题22.关于电功，下列说法中正确的有关于电功，下列说法中正确的有 ( )A.电功的实质是电场力所做的功电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能的量度电功是电能转化为内能的量度C.电场力做功是电能转化成其他形式能量的量电场力做功是电能转化成其他形式能量的量度度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等电流通过电动机时的电功率和热功率相等A组能力训练题组能力训练题33. 一灯泡标有一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到字样将其接到110V的电源上的电源上(不考虑灯泡电阻的变化不考虑灯泡电阻的变化)，则有，则有 ( )A.灯泡的实际功率为灯泡的实际功率为50WB.灯泡

16、的实际功率为灯泡的实际功率为25WC.通过灯泡的电流为额定电流的通过灯泡的电流为额定电流的1/2D.通过灯泡的电流为额定电流的通过灯泡的电流为额定电流的1/A组能力训练题组能力训练题44.下图电路中，电灯下图电路中，电灯L1、L2都标有都标有“220V,100W”; 电灯电灯L3、L4都标有都标有“220V，40W”将将A、B两端两端接入电源，最暗的灯是接入电源，最暗的灯是 ( ) AL1 BL2 CL3 DL4ABL1L2L3LA组能力训练题组能力训练题55.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光电路里，调节滑动变

17、阻器，使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为两电路中消耗的总功率分别为P甲甲和和P乙乙，可以，可以断定断定 ( ) A. P甲甲P乙乙 B. P甲甲R2，由串、并联电流电压特点可知，由串、并联电流电压特点可知A、D中中L1、L2一定不会同时正常发光，虽然一定不会同时正常发光，虽然B、C能使能使L1、L2同时正常发光，但同时正常发光，但B中中P总总2(P1P2)，C中中P总总2P2，所以选，所以选C.【答案答案】C返回返回【题后反思题后反思】求解这类问题，首先要明确求解这类问题，首先要明确电路中各元件之间的连接关系，再利用串、电路中各元件之间的连接关系，再利用串、并联电路的一些性质和功率分

18、配关系求出并联电路的一些性质和功率分配关系求出各元件消耗的功率电路中消耗的总功率等各元件消耗的功率电路中消耗的总功率等于各元件消耗的功率之和于各元件消耗的功率之和返回返回变式训练变式训练1如图如图254所示，所示，R1和和R2都是都是“4 W,100 ”的电阻，的电阻，R3是是“1 W,100 ”的的电 阻 ， 则电 阻 ， 则 A B 间 允 许 消 耗 的 最 大 功 率 是间 允 许 消 耗 的 最 大 功 率 是_W.图图254返回返回答案答案：6返回返回 在研究微型电动机的性能时，可采用如图在研究微型电动机的性能时，可采用如图255所示的实验电路当调节滑动变阻器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使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为分别为0.5 A和和1.0 V；重新调节；重新调节R，使电动机恢，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和和15.0 V求这台电动机正常运转时的输