18.4 焦耳定律（第2课时）2023－2024学年人教版九年级物理

焦耳定律（2） 第十八章 第４节 1　纯电阻电路的热量计算 回顾以前所学知识，完成下列填空： 1．电功率的计算公式及变形式有　　　　、 　　　　　、　　　　　。 2．热功率的计算公式是　　　。 P=UI P=I2R P=U2/R P=I2R 档位问题分析的思路与公式选择 1.某电热水壶的电路原理图如图所示，R1、R2均为电热丝（电阻不随温度变化），S为温控开关。该热水器的额定电压为220V，加热功率为1100W，保温功率为44W。 （1）当温控开关闭合时，电热水壶处于　 　（填“加热“或“保温”）状态； （2）电热丝R1、R2的电阻分别是多大？ 电功率越大，档位越高； 由 ；总电阻越小，档位越高 加热 类型一 串联型多挡位问题 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 闭合 R2 断开 低温挡 R2和R1串联 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 S接3、4 R1 S接2、3 低温挡 R2和R1串联 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 S接a R2 S接b 低温挡 R2和R1串联 类型二 并联型多挡位问题 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 S、S1闭合 R0和R1并联 S、S1断开 低温挡 R0 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 中温档 低温档 S1、S2闭合 S1开、S2合 R1和R2并联 R2 S1合、S2开 R1 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 低温挡 R1和R2并联 R1 S接2、3 S接3、4 类型三 串并联同时存在多挡位问题 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 中温档 低温档 S1合S2接a S1合S2接b R1和R2并联 R1 S1开、S2接b R1和R2串联 开关状态 挡位 几个电阻接入电路 高温档 中温档 低温档 S接3 S接2 两R并联 R 两R串联 S接1 练1 如图是电饭锅的电路图，S是温控开关，R1、R2是电阻丝。断开或闭合开关S，可选择电饭锅处于“加热”或“保温”状态。则开关S断开时，电饭锅处于 挡；开关S闭合时，电饭锅处于 挡； 保温 加热 练2 某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡.如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是　 　图、　 　图和 　 　图.(均选填“甲”“乙”或“丙”)  　丙　 　乙　 　甲　 练3 下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求： （1）求R1电阻； （2）求R2电阻； （3）求高温挡正常工作时的额定功率． 2　非纯电阻电路的热量计算 例　某电动机的额定电压为220V，线圈电阻为1Ω，接入家庭电路中正常工作，用电流表测得电路中的电流为10A，则： （1）电动机线圈发热功率为多大？ （2）电动机机械功率为多大？ 各小组同学分工合作，完成下面问题的讨论。 （1）电动机工作时，线圈发热功率用什么公式来求？ （2）电动机工作时，总功率用什么公式来求？ （3）如何计算电动机的机械功率 ［答案］（1）100W；2100W；（2） P1=I2R； P=UI；；（3）P2= P－P1。 2　非纯电阻电路的热量计算 对于非电阻电路如电动机电路，电流做功转化为机械能和热 能，热能只是其中的一小部分，电热功率只能用焦耳定律的推导式P=I2R来进行计算,电热只能用Q=I2Rt计算。 此时，运用公式P=UI算出的是电动机的总功率，用“UI－I2R”得到的是电动机工作时把电能转化为机械能的功率。 练1 一台电风扇接在220V的电路中正常工作，通过风扇电动机的电流为0.5A，测得风扇电动机线圈电阻为5Ω，求： （1）电风扇的输入功率是多少？ （2）电风扇每分钟消耗的电能是多少？ （3）电风扇的电动机每分钟产生的电热是多少？产生机械能是多少？ ［答案］ （1）电风扇的输入功率P=UI=220V×0. 5A=110W； （2）电风扇每分钟消耗电能等于电流所做的功W电=UIt=Pt=110W×60s=6600J； （3）风扇的电动机每分钟产生的电热，根据焦耳定律计算Q=I2Rt=（0.5A）2×5Ω×60s=75J 产生机械能W机械=W-Q =6600J-75J=6525J 练2 小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实