高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流5 焦耳定律导学案及答案

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①定义： 内电流所做的功叫做电功率；定义式P=_____，国际单位是_____，符号______。
②表达式：电流在一段电路上做功的功率等于 与 的乘积。即P = 。
③物理意义：表示电流做功的 。
④额定功率：用电器在 （填“额定”或 “实际”）电压下正常工作所消耗的电功率。
⑤实际功率：用电器在 （填“额定”或 “实际”）电压下工作所消耗的电功率
3、W= qU=UIt是 __ 的普适式，P= UI是 的普适式，适用于 电路。
4、串并联中的功率分配
①串联电路中的功率分配与电阻成 ，总功率等于各电阻消耗功率 。
②并联电路中的功率分配与电阻成 ，总功率等于各支路消耗功率 。
例1不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是 （ ）
A.接在110 V的电路上时的功率为20 W B.接在110 V的电路上时的功率为10 W
C.接在440 V的电路上时的功率为160W D.接在220 V的电路上时的功率为40 W
变式1：将标有“220V，100W”和“220V，25W”字样的两个灯泡A和B串联后接入电路，为使两个灯泡都能安全使用，电路两端所加电压的最高值是多少？这时两灯的实际功率之和是多少？
R1
R2
R3
变式2：下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于 ( )
A、2：3：6 B、6：3：2
C、1：2：3 D、3：2：1
变式3：下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( )
A、2：3：6 B、6：3：2
C、1：2：3 D、3：2：1
知识点二：焦耳定律
1.电流的热效应：电流在通过导体时，导体要发热， 能转化为 能,这就是电流的热效应
2.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的电阻成 ，跟通电时间成 。
3.表达式：电热Q= 。注意：焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是计算电热，都应选用焦耳定律。适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。
4、热功率（P）：定义： 称为热功率；表达式：P = 。
5、电功和电热的区别和联系
①电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端 和通过的 的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的 和 的乘积
②在纯电阻电路中：电流通过用电器以 为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为 ，电功 电热，即。同理P=UI=I2R=.
③在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的 为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为 的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为 ，Q=I2R t（电枢的电阻生热）. 这里W =UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W =E其他能＋Q.
④电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用（纯电阻电路：只含有电阻的电路,如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件；非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路）．
例2 一台电动机，线圈电阻为0.4Ω，当它两端所加电压为220 V时，通过的电流是5A问：
①电动机的输入功率多大？
②电动机每分钟消耗电能多少？
③电动机每分钟产生的电热多少？产生机械能多少？
变式4：一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械效率是多少?