高中物理人教版1第二章恒定電流第5節(jié)焦耳定律 全國(guó)優(yōu)質(zhì)課

高二物理高二高二物理授課內(nèi)容：焦耳定律組卷人:高仔芝審核人：曹麗娟自主學(xué)習(xí)1.電流做功的多少等于轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量；所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)的力在做功，電荷的減小，其他形式的能在增加；公式：W=，P=。2.電流通過(guò)用電器時(shí)把能全部轉(zhuǎn)化為能，這樣的電路叫做純電阻電路。同步導(dǎo)學(xué)1.電功和電功率（1）電功是電流通過(guò)一段電路時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能（電場(chǎng)能、機(jī)械能、化學(xué)能或內(nèi)能等）的量度。（2）W=qU=UIt是電功的普適式，P=UI是電功率的普適式，適用于任何電路。2.焦耳定律和熱功率（1）電熱則是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.（2）Q=I2Rt是電熱的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路中電流I通過(guò)電阻R時(shí)在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量（電熱）；P=I2R是熱功率的計(jì)算式，3.電功和電熱（1）在純電阻電路中：電流通過(guò)用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。這時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即W=UIt=I2Rt=.同理P=UI=I2R=.（2）在非純電阻電路中：電流通過(guò)用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失。例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等.這時(shí)電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（例如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其他＋Q.（3）電功和電熱是兩個(gè)不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功才等于電熱，W=Q=UIt=I2Rt=；在非純電阻電路中，電功大于電熱，W>Q，這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算，電熱只能用Q=I2Rt計(jì)算，兩式不能通用。例1一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率66W，問(wèn)：（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？（2）電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？（3）如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流，以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1.用電器兩端電壓220V，這意味著( )A.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，消耗的電能為220JB.1C正電荷通過(guò)用電器時(shí)，產(chǎn)生220J的熱量C.1A電流通過(guò)用電器時(shí)，電流的發(fā)熱功率為220WD.1C正電荷從電勢(shì)高端移到電勢(shì)低端時(shí)，電場(chǎng)力做功220J2.一燈泡標(biāo)有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有()A.燈泡的實(shí)際功率為50WB.燈泡的實(shí)際功率為25WC.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的D.通過(guò)燈泡的電流為額定電流的3.下圖電路中，電燈L1、L2都標(biāo)有“220V，100W”；電燈L3、L4都標(biāo)有“220V，40W”．將A、B兩端接入電源，最暗的燈是()A．L1B．L2C．L3D．L4.把兩個(gè)相同的電燈分別接在圖中甲、乙兩個(gè)電路里，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩燈都正常發(fā)光，兩電路中消耗的總功率分別為和，可以斷定( )A.〉 B.〈 C.= D.無(wú)法確定5.輸電線總電阻為r，輸送的電功率是P，送電電壓為U，則用戶得到的功率為( ) B. C. D.6.一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為U2／RB．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為I2RC．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IU-I2RD．電動(dòng)機(jī)的功率可寫(xiě)作IU=I2R=U2/R7.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率；（2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動(dòng)機(jī)在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為純電阻用電器）8．某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？9．微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上Ｖ的電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為Ｖ時(shí)，電流為0.８A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？拓展提高1.關(guān)于電功，下列說(shuō)法中正確的有( )A.電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.電場(chǎng)力做功使電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的量度D.電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等2.一盞電燈直接接在恒定的電源上，其功率為100W，若將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線上損失的電功率是9W，那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率將( )A.大于91W B.小于91W C.等于91W D.條件不足，無(wú)法確定3.A、B、C三個(gè)燈泡如圖所示的方式連接時(shí)，各自消耗的實(shí)際功率相同，則RA:RB:RC為():1:1 :2:2 :1:1 4.圖中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通電后 （）A．經(jīng)R1和R3的電流之比I1：I3=3：1B．R1兩端的電壓和R3兩端的電壓之比U1：U3=4：9C．三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：1：2D．三個(gè)電阻消耗的電功率之比P1：P2：P3=2：2：15.兩個(gè)電阻,R1=8Ω,R2=2Ω,并聯(lián)在電路中,欲使這兩個(gè)電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是（）A．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R2串聯(lián)B．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R2串聯(lián)C．用一個(gè)阻值為6Ω的電阻與R1串聯(lián)D．用一個(gè)阻值為2Ω的電阻與R1串聯(lián)6.理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱，得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R1，它與電熱絲電阻值R2串聯(lián)后接到直流電源上，吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為I消耗的功率為P，則有 （）A． B．C．D．7.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻r=1Ω，與一阻值R=10Ω的電阻串聯(lián)，當(dāng)所加電壓U=150V，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)電壓表示數(shù)100V，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率及輸出的機(jī)械功率。

8.如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)限溫開(kāi)關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開(kāi)關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)；S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，溫度高于80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，紅燈是加熱狀態(tài)時(shí)的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計(jì)。（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過(guò)程（包括加熱和保溫的過(guò)程）。（2）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開(kāi)關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？（3）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。9.一臺(tái)國(guó)產(chǎn)XQB30—13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說(shuō)明書(shū)中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)計(jì)算：額定電壓220Ｖ額定頻率50Hz額定洗衣、脫水功率360W額定洗衣、脫水容量3kg整機(jī)質(zhì)量33kg外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)(542×550×920)ｍｍ3(1)這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時(shí)，通過(guò)洗衣機(jī)的電流是多大?(2)如洗衣、脫水的累計(jì)時(shí)間為40min，則洗衣機(jī)耗電多少?探究：為什么在非純電阻電路中U＞IR？學(xué)后反思：你對(duì)學(xué)案的意見(jiàn)：課后作業(yè)：P57問(wèn)題與練習(xí)2、3、4、5第五節(jié)焦耳定律學(xué)案導(dǎo)學(xué)參考答案自主學(xué)習(xí)1.電能自由電荷靜電力電勢(shì)能2.電內(nèi)當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1、D2、BC3、C4、C5、B6、AD7、，8W8、31W9、60％.拓展提高1、AC2、B3、D4、AC5、A6、AD7、P=IUM=5×100=500WP熱=I2r=25WP機(jī)=P-P熱=500-25=475W8、(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)把手動(dòng)開(kāi)關(guān)S1關(guān)閉，這時(shí)黃燈短路紅燈亮，電飯堡處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開(kāi)，S1仍閉合待電飯煲中水燒干后，溫度升高到103