您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 中学教育 > 高中教育 > 高中物理物理-选修3-1(人教版)--《焦耳定律》参考课件1--优化方案
第二章恒定电流电炉通电时,电能转化为内能;电动机通电时,电能转化为机械能;电池充电时,电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。一、电功功是能量转化的量度,电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,其他形式的能增加。1、定义:电场力(或电流)所做的功.电功是电能转化为其他形式能的量度.电场力做功:W=qU一、电功一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,则在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量:q=ItW=IUt2、公式:电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积.3、单位:焦(J)千瓦时(kW·h).1kW·h=3.6×106J一、电功W=IUt2、公式:1、定义:电场力(或电流)所做的功.电功普适公式1、定义:单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢.电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积.3、单位:瓦(W)千瓦(kW).1kW=103W二、电功率P=W/t=IU2、公式:电功率普适公式额定功率和实际功率额定功率:用电器在额定电压下工作的功率.实际功率:用电器在实际电压下工作的功率.几种常见家用电器的额定功率用电器29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压(V)220220220220220额定功率(W)~150300~800100~150800~120040~60二、电功率输入功率和输出功率输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积.输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的动能传给离子,使离子热运动加剧,将电能全部转化为内能.三、电热1、定义:电流通过导体产生的热量.电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?三、电热2、公式:(1)推导:电能全部转化为内能:Q=W=IUt欧姆定律:U=IRQ=I2Rt(2)实验:1、定义:电流通过导体产生的热量.焦耳定律:电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.焦耳定律适用于:纯电阻电路;非纯电阻电路.纯电阻电路:只含有电热元件的电路(如白炽灯、电炉、电烙铁;及转子被卡住的电动机).非纯电阻电路:电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路.Q=I2Rt2、公式:三、电热3、单位:焦(J)千瓦时(kW·h).电热普适公式1、定义:单位时间内的发热量.四、热功率热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积.P=Q/t=I2R2、公式:3、单位:瓦(W)千瓦(kW).热功率普适公式纯电阻电路:电能→内能QI2RtWIUt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW其QIUtI2RtI<U/R说明:欧姆定律不适用于非纯电阻电路!>指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!R纯电阻电路:非纯电阻电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWIUt=I=U/R电功=电热:W=IUt==I2RtU2t/R电功率=热功率:P=IU=U2/R=I2R=P热WW其QIUt>I2RtI<U/R电功:W=IUt电热:Q=I2Rt电功率:P=IU热功率:P热=I2RRM=Q电功和电功率、电热和热功率三、电热Q定义:电流通过导体产生的热量.公式:Q=I2Rt单位:J焦耳定律:电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.一、电功W定义:电场力(或电流)所做的功.公式:W=IUt单位:J1kWh=3.6×106J二、电功率P定义:单位时间内电流所做的功公式:P=W/t=IU单位:WkW四、热功率P热定义:单位时间内的发热量公式:P热=Q/t=I2R单位:WkW对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率例1:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()RIP2A.RUP2B.UIPC.tWPD.解析:用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等).RUI只有在纯电阻用电器的前提下,才可由改写电功率的表达式.所以,正确选项为C、D.计算电功率的普适公式为:IUtWP例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是()RIP2A.RUP2B.UIPC.QPtD.计算热功率的普适公式为:I2RtQP例3、一个电动机,线圈电阻是0.4,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:P电=P热+P机由焦耳定律:电动机的热功率为:P热=I2R消耗的电功率为:P电=IU因此电动机所做机械功的功率:P机=P电-P热=IU-I2R根据功率与做功的关系,电动机每分钟所做的机械功为:W=P机t=(IU一I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J解: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:W=(IU-I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J例3、一个电动机,线圈电阻是0.4,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?1.电功:IUtW2.电功率:IUtWP3.电热:RtIQ2=4.热功率:RItQP2对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率电功和电功率、电热和热功率电功、电功率的计算1、用电器正常工作的条件:①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流.③用电器的实际电功率等于其额定功率.由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必定满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件.灵活选用等效条件,往往能够简化解题过程.2、用电器接入电路时:①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变.②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.1、一个电炉额定电压为220V,额定功率为800W,如果接入110V电路中,实际消耗的功率为多大?200W2、下图所示的电路中,三电阻串联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:P2:P3等于()A、2:3:6B、6:3:2C、1:2:3D、3:2:1R1R2R3在串联电路中,功率跟电阻成正比。A在并联电路中,功率跟电阻成反比。3、下图所示的电路中,三电阻并联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:P2:P3等于()A、2:3:6B、6:3:2C、1:2:3D、3:2:1D4、如图,已知R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。1∶2∶65、在电阻上除了标明电阻值,还标明额定功率值,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个功率,电阻器就会被烧坏。现有一个“100Ω4W”的电阻器,允许通过这个电阻器的最大电流为多大?允许加在这个电阻器两端的电压为多大?0.2A;20V6、有人用一个“100Ω,4W”的电阻和一个“50Ω,8W”的电阻串联,作为150Ω电阻使用,则该150Ω电阻允许通过的最大电流为____;能承受的最大电压为_____;额定功率为。0.2A;30V;6W7、如图所示,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”字样,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?BL1L2L1L2L1L1L2L2ABCD8、电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温,又不会把饭烧焦的家用电器.如图,它的电路由控制部分AB和工作部分BC组成.K1是限温开关,手动闭合,当温度达到1030C时自动断开,不能自动闭合.K2是自动开关,当温度超过800C时自动断开,温度低于700C时自动闭合.R2是限流电阻,阻值2140Ω,R是工作电阻,阻值60Ω.锅中放好适量的米和水,插上电源(220V,50Hz),手动闭合K1后,电饭锅就能自动煮好米饭并保温.(1)简述手动闭合K1后,电饭锅加热、保温过程的工作原理.(2)加热过程电饭锅消耗的电功率P1是多大?K1,K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2是多大?(3)若插上电源后没有手动闭合K1,能煮熟饭吗?为什么?K1K2RABCD9、加在某台电动机上的电压是U,电动机消耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上消耗的热功率为()A.PB.U2/rC.P2r/U2D.P-P2r/U2非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI,热功率只能用P热=I2R所以正确的是(C)
本文标题:高中物理物理-选修3-1(人教版)--《焦耳定律》参考课件1--优化方案
链接地址:https://www.777doc.com/doc-8622046 .html