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        首页 高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第二章 第6节 焦耳定律 电?#20998;?#30340;能量转化

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第二章 第6节 焦耳定律 电?#20998;?#30340;能量转化.ppt

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第二章 第6节 …

        简介:本文档为《高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第二章 第6节 焦耳定律 电?#20998;?#30340;能量转化ppt》,可适用于人文社科领域

        .电功是指电场力移动电荷所做的功其大小为W=UIt。.电功率指单位时间内电流所做的功表达式为P=eqf(W,t)表示电流做功的快慢。.焦耳定律的表达式为Q=IRt此式可用于任何电路。.电源工作时把其他?#38382;?#30340;能转化为电能的功率为IE等于对外输出功率IU和电源内部的热功率Ir之和。[自学教?#27169;藎?#30005;功()定义:电场力所做的功。()大小:等于这段电路两端的电压U与电?#20998;?#30340;电流I和通电时间t三者的。()公式:W?#20581;?)国际单位:焦耳符号J。()意义:电流做功的过程是电能转化为其他?#38382;?#30340;能的过程电流做了多少功表明就有多少电能转化为其他?#38382;?#30340;能。即电功是电能转化为其他?#38382;?#30340;能的量?#21462;?#31227;动电荷乘积UIt比值乘积快慢.电功率()定义:电流所做的功与做这些功所用时间的即单位时间内电流所做的功。()公式:P==UI。()国际单位?#21644;?#29305;。符号:W。()大小:一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压和电?#20998;?#30005;流I的。()意义:表示电流做功的。eqf(W,t)重点诠释.公式W=UIt的理解()电功W=UIt适用于任何电路。()对于纯电阻用电器由于I=eqf(U,R)所以W=UIt=IRt=eqf(U,R)tP=IR=eqf(U,R)。.额定功率和实际功率()用电器正常工作时所消耗的功?#24335;?#20570;额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时电流达到额定电流I额电功率也达到额定功率P额且P额=U额I额。()用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁要求实际功率不能大于其额定功率。.一灯泡标有ldquoV,Wrdquo字样将其接到V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)则有(  )A.灯泡的实际功率为WB.灯泡的实际功率为WC.通过灯泡的电流为额定工作电流的eqf(,)D.通过灯泡的电流为额定工作电流的eqf(,)答案:BC解析:由于灯泡为纯电阻元件不考虑电阻变化根据P=eqf(U,R)得B正确根据I=eqf(U,R)得C正确。自学教材正比正比IRt.焦耳定律()内容:电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比跟电阻值成跟通电时间成。()公式:Q?#20581;#?#28966;耳热电流通过电阻而产生的热量。比值IR.热功率()定义:电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的。即单位时间内电阻通电所产生的热量。()公式:P热=eqf(Q,t)?#20581;#?#28966;耳热的应用与危害()应用:利用电流的热效应来加热、烘干物体如电烙铁、电烤箱、电暖气、电炉、电饭锅、电熨斗等。()危害:①减少用电器的使用寿命。②烧坏用电器甚至引起火灾。重点诠释.纯电阻电路与非纯电阻电路对比两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电?#20998;?#21482;有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他?#38382;?#33021;的用电器两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路欧姆定律服?#20248;?#22982;定律I=不服?#20248;?#22982;定律U>IR或I<能量转化电流做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他?#38382;?#30340;能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等.电功与电热()纯电阻电路:W=Q=UIt=IRt=eqf(U,R)tP电=P热=UI=IR=eqf(U,R)。()非纯电阻电路:电功W=UIt电热Q=IRtW>Q电功率P=UI热功率P热=IRP>P热。.电功率的计算公式P=UR中U是加在用电器上的电压R是用电器的电阻此式可用于(  )A.计算电冰箱的功率  B.计算电风扇的功率C.计算电烙铁的功率D.计算洗衣机的功?#24335;?#26512;:公式P=UR是根据功率公式和欧姆定律推导出来的只能用在纯电阻电?#20998;?#25925;C正确A、B、D错误。答案:C自学教?#27169;?#30005;源内部的能量转化在电源内部通过各种作用将其他?#38382;?#30340;能转化为。.电?#20998;?#30340;能量转化()纯电阻电?#20998;校篜电?#20581;?)在非纯电阻电?#20998;校篜电=+。电能P热P热P其他.闭合电路的功率分析()公式表达:由闭合电路欧姆定律可得IE=+。()物理意义:电源把其他?#38382;?#30340;能量转化为电能的功率IE等于电源输出功率与电源内电路的热功率之和。IUIrIUIr重点诠释.电源的总功率P总=EI随电流变化。.电源的内耗功率P内=Ir。.电源的输出功率()最大值P出=IR=eqf(E,?R+r?)R=eqf(ER,?R-r?+Rr)=eqf(E,f(?R-r?,R)+r)。由此可知当R=r时电源有最大输出功率P出max=eqf(E,r)。图--()输出功率P出与外电阻R的图像分析。①当R=r时输出功率最大P出=eqf(E,r)。②当Rr时若R增大P出增大当Rr时若R增大则P出减小。③除R=r外图像上总有两点输出功率P出相等如图中R与R则有:(eqf(E,R+r))timesR=(eqf(E,R+r))timesR整理得:RR=r。.电源的效率()定义:输出功率跟电路消耗的总功率的比值。表达式为:eta=eqf(UI,EI)=eqf(U,E)。如果外电路为纯电阻电路则eta=eqf(U,E)=eqf(IR,I?R+r?)=eqf(R,R+r)。()eta=eqf(R,R+r)=eqf(,+f(r,R))所以外电路电阻越大电源效率越高。()当电源输出功率最大时R=reta?#20581;#?#22312;如图--所示的U-I图像中直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断正确的是(  )A.电源的电动势为V内阻为OmegaB.电阻R的阻值为OmegaC.电源的输出功率为WD.电源的效率为图--答案:ABC解析:由图像知E=VImax=A所以电源内阻r=eqf(E,Imax)=Omega故A正确与电阻R组成外电路时则R=eqf(DeltaU,DeltaI)=Omega故B正确电源的输出功率P=UI而I=eqf(E,R+r)=A。U=IR=V所以P=W故C正确。电源效率eta=eqf(UI,EI)=eqf(U,E)=eqf(,)timesasymp故D错误。例 额定电压都是V额定功率PA=W、PB=W的电灯两?#31561;?#25509;在电压是V的电路上使两盏电灯均能正常发光且电?#20998;?#28040;耗功率最小的电路是(  )图--审题指导 解答本题应注意以下两点:()两灯的电阻大小关系()题目要求两灯均正常发光且电路消耗功率最小。解析 判?#31995;?#27873;能否正常发光就要判断电压是否是额定电压或电流是否是额定电流对灯泡有P=UI=eqf(U,R)可知:RARB。对于A电路由于RARB所以UBUA且有UBVB灯被烧毁UAV不能正常发光A错误。对于B电路由于RBRAA灯又并联变阻器并联电阻更小于RB所以UBU并B灯烧毁。对于C电路B灯与变阻器并联电阻可能等于RA所以可能UA=UB=V两灯可以正常发光。对于D电路若变阻器的?#34892;?#30005;阻等于A、B的并联电阻则UA=UB=V两灯可以正常发光。比较C、D两个电路由于C电?#20998;?#21464;阻器功率为(IA-IB)times而D电?#20998;?#21464;阻器功率为(IA+IB)times所以C电路消耗电功率最小。答案 C()在串联电?#20998;?#29992;电器消耗的功率及两端电压均与其电阻成正?#21462;?)在并联电?#20998;?#29992;电器消耗的功率及流过电阻的电流均与其电阻成反?#21462;#?#26377;四盏电灯如图--所示连接在电?#20998;蠰、L都标有ldquoVWrdquo字样L和L都标有ldquoVWrdquo字样把电路接通后最暗的是(  )A.LB.LC.LD.L图--答案:C解析:由P=IR知L比L暗L比L暗又由P=eqf(U,R)知L比L暗?#39318;?#26263;的是L灯选C。例 规格为ldquoV Wrdquo的排气?#35748;?#22280;电阻为Omega求:()接上V的电?#36141;?#25490;气扇转化为机?#30340;?#30340;功率和发热的功率()如果接上电源后扇叶被卡住不能转动求电动机消耗的功率和发热的功率。审题指导 解答本题时应注意以下三点:()欧姆定律的适用条件。()机械功率、输入功率与热功率的关系。()无论电机转动不转动发热功率均为P=IR。解析 ()排气扇在V的电压下正常工作时的电流为:I=eqf(P,U)=eqf(,)A=A发热功率为P热=IR=()timesW=W。转化为机?#30340;?#30340;功率为:P机=P-P热=W-W=W。答案 ()W W ()W W()扇叶被卡住不能转动后电动机成为纯电阻电路电流做功全部转化为热能此时电动机中电流为Iprime=eqf(U,R)=eqf(,)A=A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率:P电prime=P热prime=UIprime=timesW=W。电动机电路的功率关系()电动机的等效处理:电动机是一种非纯电阻用电器它把电能转化为机?#30340;?#21644;内能。在电路计算中常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r和无电阻的转动线圈串联而成如图--所示。电流通过r时把电能转化为热能而线圈把电能转化为机?#30340;堋?)输入功率:电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定计算公式:P总=UI。图--图--()输出功率:电动机做有用功的功率。如图--所示P机=mgv(设重物?#20154;?#19978;升)。()热功率:电动机线圈上有电阻电流通过线圈时要发热热功率P热=Ir。()功率关系:P总=P机+P热。()电动机的效率:eta=eqf(P机,P总)。()当电动机被卡不转动时相当于一个纯电阻电路。.如图--所示的电?#20998;?#30005;源电压为V内阻不计电阻R=Omega电动机的内阻R=Omega电压表的示数为V电动机正常工作求电动机的输出功率。图--答案:W解析:电压表的示数为电动机两端的电压电源电压已知可得UR=U源-U机=(-)V=V由欧姆定律:I=eqf(UR,R)=A对电动机由能量关系有P电=P热+P出所以P出=P电-P热=UI-IR=(times-times)W=W。例 电路图如图--甲所示?#23478;?#20013;图线是电?#20998;?#30340;电源的路端电压随电流变化的关系图像滑动变阻器的最大阻值为Omega定值电阻R=Omega。图--()当R为何值时R消耗的功率最大最大值为多少?()当R为何值时电源的输出功率最大最大值为多少?#21487;?#39064;指导 解答本题时应把握以下三点:()由U-I图像求电源的电动势和内阻。()电?#20998;?#30340;电流最大时R消耗的功率最大。()根据电源有最大输出功率的条件求电源的最大输出功率。答案 () W ()Omega W解析 ()由题干乙图知电源的电动势和内阻为:E=Vr=Omega。由题?#25216;?#20998;析知道当R=时R消耗的功率最大最大为P=(eqf(E,R+r))R=(eqf(,+))timesW=W。()当r=R+R时即R=Omega时电源的输出功率最大最大值P=(eqf(E,R+R+r))(R+R)=(eqf(,++))(+)W=W。()定值电阻消耗功率最大时通过的电流一定最大。()求可变电阻消耗的最大功率时可将固定电阻等效到电源内部处理。()不要死记电?#20998;?#20869;、外电阻相等时电源有最大输出功率的条件由于题目条件的限制不一定存在这个状态由电源的输出功率随R的变化图线可知外电路阻值越接近内电阻时电源的输出功率越大。()例中当R为何值时R消耗的功率最大最大功率多少?()如果滑动变阻器的最大阻值为Omega当R为何值时电源的输出功率最大最大值多少?解析:()把定值电阻R和电源作为一个等效电源其电动势E=V内阻为r=r+R=Omega则当R=r=OmegaR上消耗的功率最大此时Pmax=eqf(E,r)=eqf(,times)W=W。答案:()Omega W ()Omega W()整个电路的外电阻比电源内阻小由电源的输出功?#26159;?#32447;可知外电阻越接近电源内阻电源的输出功率越大则当R=Omega时电源有最大输出功率此时P输出m=IR外=(eqf(,++))timesW=W。

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