焦耳定律606912943课件.ppt

【变式备选】一只规格为“220 V 2 000 W”的电炉，求： （1）在正常工作时的电阻； （2）若电压为200 V，电炉的实际功率； （3）在220 V的电压下，如果平均每天使用电炉2 h，此电炉一个月要消耗多少度电？（一个月按30天计算） 【解析】（1）设电炉电阻为R，由 得 R= （2）当电压为U′=200 V时，电炉的实际功率为： P′= （3）在220 V的电压下，一个月耗用电能为： W=Pt=2×30×2 kW·h=120 kW·h=120度. 答案：（1）24.2 Ω （2）1 653 W （3）120度 二、串、并联电路中电功率的分析与计算 1.串联电路 2.并联电路 3.结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各电阻消耗的功率之和. （1）求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比还是反比关系. （2）当分析用电器的功率问题时，一定要注意用电器的安全，即不要超过用电器的额定电压、额定电流. 【典例2】（2011·衡水高二检测）给定两只标有“110 V 40 W”的灯泡L1和标有“110 V 100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是( ) 【解题指导】两盏电灯均能正常发光则必须都达到额定电 压，电路消耗功率最小则最合理. 【标准解答】选C.L1(110 V 40 W)和L2(110 V 100 W) 的额定电压相同，由P= 可知R1＞R2，由串、并联电路电 流、电压特点可知A、D中L1、L2一定不会同时正常发光，虽 然B、C能使L1、L2同时正常发光，但B中P总=2(P1+P2)，C中 P总=2P2，故C正确. 【规律方法】 最合理的电灯电路的分析判断方法 最合理的电灯电路就是能使灯泡正常发光且电路消耗功率最小，解答此类问题的思路分两步： （1）先分清哪个电路的灯泡能够正常发光，可以从电流、电压、电功率中任选一个量达到其额定值，其他两个也达到额定值的方面分析. （2）确定了正常发光后，再比较哪一个电路的实际功率小，可以用定量计算的方法比较哪个电路的总电流小，也可以用定性分析的方法. 【变式训练】如图所示电路中，R1、R2都是“4 W、100 Ω”的电阻，R3是“1 W、100 Ω”的电阻，则 A、B间允许消耗的最大功率是( ) A.1.5 W B.9 W C.8 W D. 【解析】选A.R3上最大允许电压为 R1和R2上最大允许电压为 U1=U2= R1和R2串联后，最大允许电压为U12=40 V 所以A、B两点间最大允许电压为UAB=U3=10 V 当A、B两点间电压取最大值UAB＝10 V时，R1和R2上消耗的功率为P12= 此时R3上消耗的功率为P3＝1 W，所以PAB=P12+P3=1.5 W 【典例】如图中电源电动势E=12 V, 内电阻r=0.5 Ω.将一盏额定电压为 8 V，额定功率为16 W的灯泡与一只 线圈电阻为0.5 Ω的直流电动机并 联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min，问： （1）电源提供的能量是多少？ （2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？ （3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？ （4）电动机的效率为多少？ 【解题指导】解答本题应明确以下两点 【标准解答】（1）灯泡两端电压等于电源路端电压, U=E-Ir,得总电流I=（E-U）/r=8A 电源提供的能量: E电=IEt=8×12×100×60 J =5.76×105J. (2)通过灯泡的电流I1=P/U=2 A, 电流对灯泡所做的功 W1=Pt=16×100×60 J=0.96×105J 通过电动机的电流I2=I-I1=6 A 电流对电动机所做的功： W2=I2Ut=6×8×6 000 J =2.88×105J (3)灯丝产生的热量Q1=W1=0.96×105J 电动机线圈产生的热量 (4)电动机的效率:η= 答案：（1）5.76×105J （2）0.96×105 J 2.88×105J （3）0.96×105 J 1.08×105J （4）62.5％ 电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1,产生的热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生的热量为Q2.则有( ) 将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆导致错误 A.U1U2,Q1=Q2 B.U1=