高二物理同步课件：2.5《焦耳定律》（新人教版选修3-1）

第二章　恒定电流第5节　焦耳定律\n课前导读\n1．所谓电流做功，实质上是导体中的________对自由电荷的________在做功．2．电流在一段电路中所做的功等于这段电路________、电路中的______、______三者的乘积，即W＝________.3．单位时间内电流所做的功叫做电功率．电流在一段电路上做功的功率P等于________与这段电路________的乘积，即P＝________.4．电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为.5．电热Q＝________，热功率P＝________.6．若电路中有电动机或电解槽，电能除转化为内能外，还转化为________或________，它们之间遵从能量守恒．\n1．恒定电场　静电力2．两端的电压U电流I通电时间tIUt3．电流I两端的电压UIU4．导体的内能5．I2RtI2R6．机械能　化学能\n知识解惑\n一、电动1．电功(1)电功的定义：电场力对电荷做的功，叫做电功．(2)电功的表达式：W＝qU＝UIt.即一段电路上的电功就等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积．(3)单位：焦耳，符号为J.\n注意：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能．可见电功反映了电能转化为其他形式能的多少．电功的表达式W＝UIt以及电功率P＝UI适用于所有电流做功和功率的计算．\n一根电阻丝，通过2C电荷量所消耗的电能是8J．若在相同的时间内通过4C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A．4V16JB．8V16JC．4V32JD．8V32J\n答案：D\n变式迁移1．下列关于电功的说法中，错误的是()A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C．电流做功消耗的能量，由电源来供给D．电功就是电能D\n二、焦耳定律和热功率1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．(2)表达式：Q＝I2Rt.(3)适用范围：Q＝I2Rt是电热的定义式，可求任何电路中电流I通过电阻R时产生的热量(电热)．(4)焦耳定律的微观解释电流通过导体的时候，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞．由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热振动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高．(5)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能．\n\n\n\n一台电动机电阻为0.5Ω，正常工作时通过的电流为20A，在10s内转化的机械能为4.2×104J，求：在这10s内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？解析：先计算电热，Q＝I2Rt＝2.0×103J，再根据W＝Q＋E机，故W＝2.0×103J＋4.2×104J＝4.4×104J.答案：4.4×104J2.0×103J\n变式迁移2．关于电功和焦耳热，下列说法错误的是()A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtB．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtC．在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q＝I2RtD．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q＝UIt＝W＝I2RtB\n知能演练\n基础巩固1．对于连入电路的不同灯泡而言，亮度大的灯泡是()A．通过的电流大的灯泡B．两端电压大的灯泡C．电阻值大的灯泡D．消耗电功率大的灯泡D\n2．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110V的电路上时的功率为20WB．接在110V的电路上时的功率为10WC．接在440V的电路上时的功率为160WD．接在220V的电路上时的功率为40W答案：BD\n能力提升7．有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V,60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A．电解槽消耗的电功率为120WB．电解槽的发热功率为60WC．电解槽消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为60W答案：C\n8．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如右图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了()A．35.8WB．43.2WC．48.2WD．76.8W解析：假设r为电源内阻，R灯为车灯电阻，I1为未启动电动机时流过电流表的电流．在没启动电动机时，满足闭合电路的欧姆定律．\n此时车灯功率为：P灯1＝120W.启动电动机后，流过电流表的电流I2＝58A，此时车灯两端电压为：U灯2＝ε－I2r＝9.6V电动机启动后车灯功率减少了ΔP＝P灯1－P灯2＝43.2W故正确选项为B.答案：B\n祝您学业有成\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全