20xx教科版高中物理選修3-1第二章第6節(jié)焦耳定律電路中的能量轉化課時作業(yè)-資料下載頁
2024-12-05 16:50本頁面
【導讀】第6節(jié)焦耳定律電路中的能量轉化。2．電流通過電阻產生的熱量跟電流的________成正比，跟電阻值成________，跟通電。時間成________，這一規(guī)律叫焦耳定律，表達式為________，適用于____________．焦耳定。律是電流熱效應的實驗定律，凡計算電熱都要用該規(guī)律．。電熱功率是描述電流做功產生電熱的________程度的物理量，公式為________，適用于。3．只含有電阻的電路稱為純電阻電路，當有電流通過時，電能全部轉化為內能，即電。時電功________電熱，電功表達式W＝UIt，電熱表達式為__________．。4．根據能量守恒定律，電源消耗的總功率、內電阻消耗的功率和外電阻消耗的功率滿。5．兩個繞線電阻分別標有“100Ω10W”和“20Ω40W”則它們允許通過的額定。6．兩個電阻分別標有“1A4W”和“2A1W”，則它們的電阻之比為(). 7．關于電功，下列說法中正確的有(). C．電場力做功使金屬導體內的自由電子運動的速率越來越大。D．電流通過電動機時的電功率和熱功率相等。7．下面是某電熱水壺的銘牌，由此可知該電熱水壺正常加熱1mi
【正文】 率即機械功率 P 機 ＝ P 電 － P 熱 ＝ (－ ) W＝ W. (2)如果正常工作時，轉子被卡住，則電能全部轉化成內能，故其 發(fā)熱功率 P 熱 ′ ＝ U′2R＝ 22 W＝ 8 W. 方法總結 (1)電動機是非純電阻用電器，要注意區(qū)分電功率和熱功率，電功率用 P 總＝ UI計算，熱功率 P 熱 ＝ I2R，機械功率 P 機 ＝ P 總 － P 熱． (2)注意搞清楚電動機電路中的能量轉化關系，用能量守恒定律來分析問題． 9． D 10． (1)R0＝ 100 Ω 時， Pm＝ 116 W (2) W 解析 (1)可變電阻 R0上消耗的熱功率 P1＝ I2R0＝ ( ER＋ R0＋ r)2R0＝ 25R0R0＋2 ＝ 25R0－2R0 ＋ 400 由上式可得：當 R0＝ 100 Ω 時， P1有最大值 Pm＝ 25400 W＝ 116 W. (2)r和 R上消耗的熱功率之和 P2＝ I2(R＋ r)＝ 25R0＋2100 由上式可知， R0最大時， P2最小，即當 R0＝ 400 Ω 時， P2有最小值 P2min＝ 25＋ 2100 W ＝ W. 方法總結 電源的輸出功率 P與外電阻 R的關系 P 出 ＝ UI＝ I2R＝ ( ER＋ r)2R＝ E2RR－ r 2＋ 4Rr＝E2R－ r 2R ＋ 4r 由上式可知：當 R＝ r時， P 出 有最大值，且最大值 Pm＝ E24r. 根據電源的輸出功率與外電阻的關系可知，二者關系如圖所示． 課后鞏固練 1． BD [由 P 額 ＝ U2額R 得，燈泡的電阻 R＝220240 Ω ＝ 1 210 Ω ，當電壓為 110 V時， P＝U2R＝ 11021 210 W＝ 10 W；電壓為 440 V時，超過燈泡的額定電壓一倍，故燈泡燒壞， P＝ 0.] 2． C [由電熱公式 Q＝ I2Rt 可得 Q′ ＝ (12I)22Rt＝ 12I2Rt＝ 12Q.] 3． B 4． B [電動機工作時，是非純電阻電路，輸入的總電能為 UIt，它轉化為兩部分：一是電動機內阻上產生的熱能 Q＝ I2Rt，二是電動機對外輸出的機械能 E＝ UIt－ I2Rt.] 5． C [電路的總電流 I＝ E－ U額r ＝ 10－ A＝ 10 A， 則電源的輸出功率為 P＝ IU 額 ＝ 108 W ＝ 80 W] 6． D 7． D [由銘牌可知，電熱水壺的功率為 1 800 W，所以正常加熱 1分鐘產生的熱量為 Q＝ Pt＝ 1 80060 J ＝ 10 5 J． ] 8． BCD 10． C [由圖象中不難看出，在 C點，電源的總功率等于電源內部的熱功率，所以電源的電動勢為 E＝ 3 V，短路電流為 I＝ 3 A，所以電源的內阻為 r＝ EI＝ 1 Ω. 圖象上 AB段所表示的功率為 PAB＝ P 總 － I2r＝ (13 － 121) W ＝ 2 W．故正確選項為 C.] 11． % 解析 小燈泡正常工作 I＝ PU1＝ 2 A 電動機的輸入功率 P 入 ＝ I(U－ U1－ IR)＝ 12 W 線圈電阻消耗的功率 P 內 ＝ I2rM＝ 4 W 所以電動機的機械效率 η ＝ P入 － P內P入＝ 12－ 412 ＝ %. 12． W W 解析 電動機不轉動時，其消耗的電功全部轉化為內能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動 機線圈內阻： r＝ UI＝ Ω ＝ 1 Ω. 電動機轉動時，消耗的電能轉化為內能和機械能，其輸入的電功率為 P 入 ＝ I1U1＝ 2 W ＝ W， 電動機的機械功率為 P 機 ＝ P 入 － I21r＝ W－ 1 W ＝ W.
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