选修3-1讲义：第二章 第6讲 焦耳定律.docVIP

[目标定位]　1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别． 一、电功和电功率 1．电功：如果电路左右两端的电势差是U，在电荷q从左端移到右端的过程中．静电力做的功是W＝qU，把q＝It代入得W＝IUt，这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通过时间t三者的乘积． 2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率．用P表示电功率，则有P＝，进而得到P＝IU，单位：瓦特(W)． 想一想　电流做功越多，电功率越大吗？ 二、焦耳定律 1．电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能．电流在这段电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即Q＝W＝IUt. 2．焦耳定律：由欧姆定律U＝IR代入Q＝IUt后可得热量Q的表达式Q＝I2Rt，即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做焦耳定律． 3．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，其表达式为：P＝I2R. 想一想　电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗？电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？ 一、电功和电功率 1．电功：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积，公式为W＝UIt.电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量． 2．电功率的表达式为P＝UI，反映了电流做功的快慢． 例1　将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是(　　)[来源:学科网] A．R1两端的电压为U B．R2消耗的功率变小 C．通过R2的电流变小 D．两个电阻消耗的总功率为12P1 例2　A、B为“220 V,100 W”的二盏相同的灯泡，C、D为“220 V,40 W”的相同灯泡，A、B灯的电阻为________ Ω；C、D电阻为 ________ Ω.现将四盏灯泡接成如图261所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD则实际功率的大小顺序是________． 二、电热(焦耳定律)和热功率 1．电功的计算公式为W＝UIt，电功率的计算公式为P＝UI. 电热的计算公式为Q＝I2Rt(焦耳定律)，热功率的计算公式为P热＝I2R. 2．纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能． 3．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能． 4．纯电阻电路中：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t P＝P热＝UI＝I2R＝[来源:学科网ZXXK] 非纯电阻电路中：W＝UIt＞Q＝I2Rt P＝UI＞P热＝I2R 例3　下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(　　) A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路 C．在非纯电阻电路中，UII2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 例4　如图262所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率． 电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为(　　) A．500 W B．25 W C．1 000 W D．475 W 电功和电热 2．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为，则在时间t内产生的热量为(　　) A．4Q B．2Q C. D. 非纯电阻电路的特点及有关计算 3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． (时间：60分钟) 题组一　电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有(　　) A．电功的实质是静电力所做的功 B．电功是电能转化为其他形式能的量度 C．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 2．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是(　　) A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B．公式②适