2017-2018学年高中物理第二章恒定电流第6讲焦耳定律学案新人教版选修3-1

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1、焦耳定律［目标定位］1.理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.理解电功与电热、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■知识梳理1.电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功.(2)定义式：W=IUt.(3)单位：焦耳，符号：J.(4)实质：电能转化为其他形式的能.(5)适用条件：任何电路.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功.(2)公式：I^=-=W.(3)单位：瓦特，符号：W.(4)物理意义：表示电流做功的快慢.(5)适用条件：任何电路.深度思考(1)两个电阻串联，功率和电阻存在什么关系？(2)两个电阻并联，功率

2、和电阻存在什么关系？答案(1)由P=FR风,串联电阻的功率与电阻成正比.(2)由2与知，并联电阻的功率与电阻成反比.■典例精析例1将两个定值电阻用、金并联在电压为〃的电源两端，用消耗的功率为金消耗的功率为3月，当把它们串联在电压为4〃的电源两端吋，下列说法正确的是()A.用两端的电压为〃B.丸消耗的功率变小C.通过用的电流变小D.两个电阻消耗的总功率为12/彳解析当用、金并联在电压为〃的电源两端时，两电阻两端的电压为〃；根据宀/〃，功率之比等于电流之比，根据并联电路电流和电阻的关系，可知：用=3念当把它们串联在电压为4〃的电源两端时，电路中的电流/=册应=召，故通过金的电流不变，电压不变

3、，所以用的电功率不变，仍为3R,故B、C错误；用两端的电压U=IR=*3R2=3U,故A错误；两个电阻消耗的总功率I=4U~=2P,故D正确.答案D例2A、B为“220V100W”的两盏相同的灯泡,C、D为“220V40W”的两盏相同灯泡,A、B灯的电阻为—Q；C、D电阻为Q.现将四盏灯泡接成如图1所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为A、R、R、岛,则实际功率的大小顺序是.Ui}990222()2解析由P=IU和/=»,得斤=7则：兀=凤=和6©=484Q,笊=/S>=［「Q=1210Q；由电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据宀彳可知：宛>*,A、D串联，电流相等

4、，由P=IU和〃=/,得P=tR可知，PAA、D的电流大于B、C的电流，根据P=fR可知：PAPzP.>Pc；所以A)>A>A>*.答案4841210RAPAP>Pc1额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，也是用电器两端电压为额定电压或通过的电流为额定电流时消耗的电功率.用电器铭牌上所标的功率即为额定功率.2实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率.为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率.二、焦耳定律■知识梳理1.焦耳定律(1)内容：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.(2)表达式：Q=fRt.(3)适用条件:任何电路.2.热功率(1

5、)定义：单位时间内的发热量.(1)表达式：P=lR.(2)适用条件：任何电路.1.纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况电功和电热的关系Q即IUt=fRt=^:tK伊=0+F其他UIt=l^t+E^电功率和热功率的关系p_p热,即IU-tR-DK/〜戶热+“其他即IUt=fR+PW欧姆定律是否成立U=IR/=护立uU>[R成立深度思考电风扇、电冰箱消耗的电能等于严&方吗？电风扇、电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能答案不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，有大部分转化为机械能，小部分转化为电热.■典例精析例3下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法屮正确的是()

6、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=IUt适用于任何电路，而W=FRt=*只适用于纯电阻电路C.在非纯电阻电路中，IU>fRD.焦耳热Q=tRt适用于任何电路解析电功率公式宀彳，表示电功率越大，电流做功越快.对于一段电路，有宀血/=£P焦耳热Q=pRt,可见0与只U、十都有关，所以P越大，0不一定越大，A错•W=HJt是电功的定义式，适用于任何电路，而/=叙适用于纯电阻电路，B对.在非纯电阻电路中，电流做的功=焦耳热+其他形式的能，所以即TU>fR,C对.Q=fRt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.答案BCD例4在研究微型电动机的性能时，可采用如图2所示

7、的实验电路.当调节滑动变阻器爪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；当重新调节斤，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.则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（）A.电动机的内阻为7.5QB.电动机的内电阻发热功率为8.0WC.电动机的输出功率为30WD.电动机的效率约为27%解析当电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻消