(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)在电动机中发热的功率是多少?
(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少?
解析:
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(1)设电动机两端的电压为U1,电阻R两端的电压为U2,则
U1=110 V,U2=U-U1=(160-110)V=50 V
通过电动机的电流为I,则I= = A=5 A
(2)输入到电功机的电功率P电,P电=U1I=110×5 W=550 W
(3)在电动机中发热的功率P热,P热=I2r=52×0.6 W=15 W
(4)电动机工作1 h所产生的热量Q,Q=I2rt=52×0.6×3600 J=54000 J
说明:电动机是非线性元件,欧姆定律对电动机不适用了,所以计算通过电动机的电流时,不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。
通过计算发现,电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。
2.5 焦耳定律学案
课前预习学案
一、预习目标
初步了解焦耳定律,并能进行有关计算
二、预习内容
1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量;所谓电流做功,实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功,电荷的 减小,其他形式的能在增加;公式:W= ,P= 。
2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能,这样的电路叫做纯电阻电路。
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
1.理解电流热效应的本质
2.掌握焦耳定律,并能进行有关计算
3.理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热
二、学习过程
1.电功和电功率
(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。
(2)W= qU=UIt是电功的普适式,P= UI是电功率的普适式,适用于任何电路。
2.焦耳定律和热功率
(1)电热则是电流通过导体时,电能转化为内能的量度.
(2)Q=I2Rt是电热的计算式,可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热);P=I2R是热功率的计算式,
3.电功和电热
(1)在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,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内能,电功等于电热,即W=UIt=I2Rt= .同理P=UI=I2R= .
(2)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形式的能为目的,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,一大部分转化为其他形式的能(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电热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+Q.
(3)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,W=Q=UIt=I 2R t= ;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。
例1 一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后,消耗功率66 W,问:
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?
(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?
三、反思总结
四、当堂检测
1. 用电器两端电压220V,这意味着( )
A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220J
B.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量
C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220W
D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J
2. 一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到110V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50W
B.灯泡的实际功率为25W
C.通过灯泡的电流为额定电流的
D.通过灯泡的电流为额定电流的
3.下图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,100W”;电灯L3、L4都标有“220V,40W”.将A、B两端接入电源,最暗的灯是 ( )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
4.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正
常发光,两电路中消耗的总功率分别为 和 ,可以断定( )
A. 〉 B. 〈 C. = D.无法确定
5. 输电线总电阻为r,输送的电功率是P,送电电压为U,则用户得到的功率为( )
A.P B. C. D.
6.一个直流电动机所加电压为U,电流为 I,线圈内阻为 R,当它工作时,下述说法中错误的是 ( )
A.电动机的输出功率为U2/R
B.电动机的发热功率为I2R
C.电动机的输出功率为IU-I2R
D.电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R
7.有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。求:
(1)电动机正常工作时的输出功率 ;
(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)
8.某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?
9.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V的电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0 V时,电流为0.8 A,这时电动机正常工作,则吸尘器的效率为多少?
课后练习与提高
1.关于电功,下列说法中正确的有( )
A.电功的实质是电场力所做的功
B.电功是电能转化为内能
C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度
D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
2. 一盏电灯直接接在恒定的电源上,其功率为100W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9W,那么此时电灯实际消耗的电功率将( )
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