2019_2020学年高中物理第二章恒定电流第5节焦耳定律课件新人教版选修3_120191218255.ppt
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1、第第5 5节焦耳定律节焦耳定律自主学习自主学习课堂探究课堂探究课堂达标课堂达标自主学习自主学习学习目标学习目标1.1.知道电流做功的实质知道电流做功的实质, ,知道电流做功对应的能量转化。知道电流做功对应的能量转化。2.2.会推导电功和电功率的表达式。会推导电功和电功率的表达式。3.3.知道在纯电阻电路中知道在纯电阻电路中, ,电能全部转化为导体的内能。电能全部转化为导体的内能。4.4.知道焦耳定律知道焦耳定律, ,会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。5.5.会计算电路中的电功、电功率、电热、热功率。会计算电路中的电功、电功率、电热、热功率。教材提炼教材提炼
2、一、电功和电功率一、电功和电功率自由电荷自由电荷电流电流IUtIUtIUIU焦耳焦耳J J瓦特瓦特瓦瓦W W电能电能做功做功二、焦耳定律和热功率二、焦耳定律和热功率1.1.焦耳定律焦耳定律(1)(1)内容内容: :电流通过导体产生的热量跟电流的电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比成正比, ,跟导体的跟导体的 . .及及 成正比。成正比。(2)(2)表达式表达式:Q=I:Q=I2 2RtRt。2.2.热功率热功率(1)(1)意义意义: :表示电流发热表示电流发热 的物理量。的物理量。二次方二次方电阻电阻通电时间通电时间快慢快慢(2)(2)定义定义: :单位时间内的单位时间内的 。发热量发热量自
3、我反馈自我反馈1.(1.(20182018浙江名校协作体联考浙江名校协作体联考) )如图所示如图所示, ,在马蹄形磁铁中间放有金属导轨在马蹄形磁铁中间放有金属导轨, ,一金属棒放在导轨上一金属棒放在导轨上, ,通电后会运动通电后会运动, ,这一现象的实验原理跟下列家用电器这一现象的实验原理跟下列家用电器主要原理一样的是主要原理一样的是( ( ) )C C解析解析: :示意图中是通电电流在磁场中受到的安培力示意图中是通电电流在磁场中受到的安培力, ,答案中答案中A,BA,B是通电电是通电电流发热流发热,D,D是微波使得水分子共振发热是微波使得水分子共振发热,C,C是通电后线圈在磁场中受力是通电后
4、线圈在磁场中受力, ,所所以答案为以答案为C C。2.2.如图所示是某一用电器的铭牌。从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的用如图所示是某一用电器的铭牌。从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的用电器可能是电器可能是( ( ) )A.A.电风扇电风扇B.B.电饭煲电饭煲C.C.电熨斗电熨斗D.D.电热水壶电热水壶A A解析解析: :根据铭牌读出用电器的额定功率为根据铭牌读出用电器的额定功率为24 W,24 W,选项中电饭煲、电熨斗、选项中电饭煲、电熨斗、电热水壶都是大功率用电器电热水壶都是大功率用电器, ,只有电风扇的功率较小只有电风扇的功率较小, ,故故A A正确。正确。3.3.将两个定值电阻将两个定值电
5、阻R R1 1,R,R2 2并联在电压为并联在电压为U U的电源两端的电源两端,R,R1 1消耗的功率为消耗的功率为P P1 1,R,R2 2消消耗的功率为耗的功率为3P3P1 1, ,当把它们串联在电压为当把它们串联在电压为4U4U的电源两端时的电源两端时, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.RA.R1 1两端的电压为两端的电压为U UB.RB.R2 2消耗的功率变小消耗的功率变小C.C.通过通过R R2 2的电流变小的电流变小D.D.两个电阻消耗的总功率为两个电阻消耗的总功率为12P12P1 1D D4.(4.(20182018浙江浙江“超级全能生超级全能生”联考联考)
6、)电动机是把电能转化成机械能的一种设电动机是把电能转化成机械能的一种设备备, ,在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用。图示表格是某在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域广泛应用。图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数品牌电动机铭牌的部分参数, ,据此信息据此信息, ,下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( ( ) )A.A.该电动机的发热功率为该电动机的发热功率为110 W110 WB.B.该电动机转化为机械能的功率为该电动机转化为机械能的功率为1 100 W1 100 WC.C.该电动机的线圈电阻该电动机的线圈电阻R R为为4.4 4.4 D.D.该电动机正常工作时每分钟对外
7、做的功为该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.945.9410104 4 J JB B型号型号YE3-132S2-2YE3-132S2-2编号编号521780521780额定功率额定功率1 100 W1 100 W额定电压额定电压220 V220 V额定电流额定电流5.0 A5.0 A额定转速额定转速2 900 r/min2 900 r/min效率效率90.0%90.0%频率频率50 Hz50 Hz解析解析: :由铭牌信息知由铭牌信息知, ,电动机工作的额定功率电动机工作的额定功率P P总总=UI=1 100 W,=UI=1 100 W,热功率热功率P P热热= = 10%P10%P总总=1
8、10 W,=110 W,输出功率输出功率P P机机=90%P=90%P总总=990 W,=990 W,电动机每分钟对外所做的功电动机每分钟对外所做的功W=PW=P机机t=5.94t=5.9410104 4 J, J,由由P P热热=I=I2 2R R解得电动机线圈电阻解得电动机线圈电阻R=4.4 ,R=4.4 ,故故A,C,DA,C,D正正确确,B,B错误。错误。课堂探究课堂探究要点突破要点突破【例例1 1】如图所示如图所示, ,有一提升重物用的直流电动机有一提升重物用的直流电动机, ,内阻内阻r=0.6 ,R=10 r=0.6 ,R=10 ,U=160 V,U=160 V,电压表的读数为电压
9、表的读数为110 V,110 V,求求: :(1)(1)通过电动机的电流是多少通过电动机的电流是多少? ?要点一要点一电功、电功率的计算电功、电功率的计算答案答案: :(1)5 A(1)5 A(2)(2)输入到电动机的电功率是多少输入到电动机的电功率是多少? ?(3)(3)电动机中发热的功率是多少电动机中发热的功率是多少? ?(4)(4)电动机工作电动机工作1 h1 h所产生的热量是多少所产生的热量是多少? ?向外输出的机械能是多少向外输出的机械能是多少? ?解析解析: :(2)(2)输入到电动机的电功率输入到电动机的电功率P=UP=UV VI=550 WI=550 W。(3)(3)电动机中发
10、热的功率电动机中发热的功率P P热热=I=I2 2r=15 Wr=15 W(4)(4)电动机工作电动机工作1 h1 h所产生的热量所产生的热量Q=IQ=I2 2rt=5.4rt=5.410104 4 J J输出的机械能输出的机械能E E输输=U=U V VIt-IIt-I2 2rt=1.926rt=1.92610106 6 J J。答案答案: :(2)550 W(2)550 W(3)15 W(3)15 W(4)5.4(4)5.410104 4 J J1.9261.92610106 6 J J规律方法规律方法针对训练针对训练1:1:( (20182018浙江嘉兴期末浙江嘉兴期末) )如图所示为一
11、台冬天房里取暖用的暖风机。如图所示为一台冬天房里取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联, ,电动机带动风叶转动电动机带动风叶转动, ,将加将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为R R1 1, ,电阻丝的电阻为电阻丝的电阻为R R2 2, ,将暖风机将暖风机接到额定电压为接到额定电压为U(U(有效值有效值) )的交流电源上的交流电源上, ,正常工作时正常工作时, ,电路中的电流有效值电路中的电流有效值为为I,I,电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P P
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