新课标人教版选修3-1第二章恒定电流25焦耳定律教学课件共47张(共44张)

Unit2恒定电流

灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来这是为什么?

假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？

导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。物理来自生活a、电流流过电炉b、电流流过电解槽c、电流流过电风扇→电能转化为热能。→电能转化为化学能和热能

→电能转化为机械能和热能电能转化为其它形式的能电流做功分析下列现象，其能量是如何转化的?一\1、纯电阻电路2、非纯电阻电路W=qUq=ItW=UIt恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。电流做功的实质是什么？适用于任何用电器。提高认识：（1）电流做功的本质是静电力做功；（2）根据静电场的电势差的定义式推出电流做功的表达式。2、度量方式：电势能减小量在数值上等于电功。5、单位：J

kWh1、物理意义：量度电能转化为其它形式的能的多少。二、电功3、计算公式：4、标量任意电路纯电阻电路三、电功率2、度量方式：1、物理意义：反映电流（静电力）做功的快慢程度。4、单位：W

kW3、标量：标量任意电路纯电阻电路四、焦耳定律2、理论和实验依据：1、研究内容：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关系。（1）焦耳最早通过实验证明。（2）理论推导。任意电路纯电阻电路3、内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量,跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。表达式4、适用条件：任何用电器。五、电功和电热的比较例1.要使“110V，40W”、“110V，100W”的两种灯泡接在220V的电路中都能正常发光，选择哪个电路；哪个最省电？L1L1L1L1L1L2L2L2L2L2220V220V220V220V可以可以正常发光：达到额定电压、额定电流省电

例2.一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗的功率是66W。求：

（1）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率，电机的效率。

（3）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功率和发热功率。分清输入电功率、消耗热功率、输出机械功率及它们之间的守恒关系是关键电热1.电功W

定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功.

公式：W=UIt

单位：J

2.电功率P

定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率公式：P==W/t=UI

单位：WkWkWh1kWh=3.6×106J小结：电功和电功率、电热和热功率

3.焦耳定律内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量,跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。公式：Q=I2Rt

公式：P热=Q/t=I2R

单位：WkW4.热功率：P热

导体在单位时间内发出的热量A组能力训练题11.用电器两端电压220V，这意味着( )A.1A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220J的热量C.1A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，电场力做功220JDA组能力训练题22.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B.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度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等ACA组能力训练题33.一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有

( )A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25WC.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1/4BCA组能力训练题44.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V,100W”;电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是(

)A．L1B．L2

C．L3D．L4ABL1L2L3L4CA组能力训练题55.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定()A.P甲>P乙

B.P甲<P乙

C.P甲=P乙

D.无法确定8V16V甲乙CA组能力训练题66.输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为( )P

B. C.D.BA组能力训练题77.一台直流电动机线圈电阻r=1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。URMV电阻R两端的电压为UR=U-UM=50V，

通过R的电流是I=UR/R=5A电动机消耗的功率为P=IUM=5×100=500W

P热=I2r=25W

P机=P-P热=500-25=475W解：A组能力训练题87.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：（1）电动机正常工作时的输出功率；（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）（1）电动机不转时为纯电阻电路，r=U1/I1=0.5Ω电动机正常工作时，P电=I2U2=1×2=2W电动机的热功率为P热=I22r=12×0.5=0.5W电动机所做机械功的功率P机=P机-P热=1.5W（2）转子突然被卡住，电动机的发热功率为P热=U22/r=22/0.5=8W解：B组能力训练题11.A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时,各自消耗的实际功率相同，则RA:RB:RC为(

)A.1:1:1 B.1:2:2C.2:1:1 D.1:4:4ACBB、C两个灯泡并联，UB=UC，

解：B、C两个灯消耗的实际功率相同，则由P=U2/R，RB=RC，IA=2IB=2IC，

则由P=I2R，

RA:RB:RC=1:4:4DB组能力训练题22.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通电后（）A.经R1和R3的电流之比I1:I3=3:1B.R1两端的电压和R3两端的电压之比U1:U3=4:9C.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:1:2D.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:2:1

R1R2R3ADB组能力训练题33.两个电阻，R1=8Ω，R2=2Ω,并联在电路中。欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（）A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联AB组能力训练题44.电阻R1=8Ω，R2=2Ω。如图甲电路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑动变阻器阻值为_______，如图乙电路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑动变阻器阻值为_______。R1R2R乙R1RR2甲8Ω2ΩB组能力训练题5（2007年海南卷5）5.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36W与36V。若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端，则灯泡消耗的电功率（）A.等于36W

B.小于36W，大于9

WC.等于9W

D.小于36W解：设灯泡接U=36V电压和U′=18V电压时的电阻分别为R、R′,电压减小，灯丝温度降低,电阻减小，R>R′。BB组能力训练题66、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。vU=110VP电=P热+P机其中机械功率：P机=mgv=50×10×0.9=450瓦

电功率：P电=UI=110×5=550瓦∴P热=P电-P机=550-450=100瓦∵P热=I2R=100瓦电动机线圈的电阻为4Ω。解：∴R=4ΩB组能力训练题77.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关,手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于60℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1＝R2＝500Ω，计算加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计。（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加热和保温的过程）。（2）简要回答，如果不闭合开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗？（3）计算加热和保温两种状态下,电饭煲的消耗功率之比。S1S2R3R1R2黄灯红灯电源220V由于电饭煲散热，待温度下降至60℃时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80℃时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。解：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯被短路红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。（3）加热时电饭煲消耗的电功率保温时电饭煲消耗的电功率为从而有如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到60℃，S2自动闭合。温度只能在60℃—80℃之间变化,不能把水烧开，不能煮熟饭。（2）如果不闭合开关S1,电饭煲不能将饭煮熟课堂互动讲练纯电阻电路的分析与计算例1定两只标有“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，在图2－5－3所示的几种接法中，最合理的是(

)图2－5－3【思路点拨】该题所谓的最合理就是既能使两个灯泡正常发光，又能使滑动变阻器消耗的功率最小，此时电路中的电流应该最小．【精讲精析】由L1(110V,40W)，L2(110V,100W)，可知R1>R2，由串、并联电流电压特点可知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，所以选C.【答案】C【题后反思】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、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于各元件消耗的功率之和．变式训练1如图2－5－4所示，R1和R2都是“4W,100Ω”的电阻，R3是“1W,100Ω”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是______W.图2－5－4答案：6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2－5－5【思路点拨】解答本题应把握以下两点：(1)电动