(精品)6.焦耳定律电路中的能量转化.pptx
电场力做功：电场力做功：W=qU 一、电功和电功率一、电功和电功率一段电路两端的电压为一段电路两端的电压为U,通过的电流为通过的电流为I,则在时间则在时间t内通过这段电路任一横截内通过这段电路任一横截面面的电荷量的电荷量：q=I tW=UIt电流在一段电路电流在一段电路中中所做的功所做的功W等于这等于这段电路两端的电压段电路两端的电压U、电路中的电流电路中的电流 I、通电时间通电时间 t 三者的乘积三者的乘积3、单位单位：焦焦(J)千瓦时千瓦时(kWh).1kWh3.6106J一、电功一、电功W=UIt2、公式、公式:1、定义：电场力、定义：电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.电功普适公式电功普适公式1、定义：电流所做的功与所用时间的比值、定义：电流所做的功与所用时间的比值.表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢电流在电流在一段电路上一段电路上做功做功的功率的功率P等于等于 电电流流I与与这段电路两端的电压这段电路两端的电压U的乘积的乘积3、单位：瓦单位：瓦(W)千瓦千瓦(kW)1kW103W二、电功率二、电功率P=W/t=UI2、公式、公式:电功电功率率普适公式普适公式额定功率和实际功率额定功率和实际功率额定功率额定功率:用电器在用电器在额定电压额定电压下工作的功率下工作的功率.实际功率实际功率:用电器在用电器在实际电压实际电压下工作的功率下工作的功率.几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率 用电器用电器29寸彩寸彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030080010015080012004060二、电功率二、电功率输入功率和输出功率输入功率和输出功率输入功率输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积用电器输入端的电压与输入电流之积.输出功率输出功率:用电器对外输出端的功率用电器对外输出端的功率.例题一：一根电阻丝，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，该电阻丝上所加的电压及消耗的电能分别是()A.4V,16J B.8V,16J C.4V,32J D.8V,32JDUqAB在电场力作用下做加速运动的自由在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与正离子碰撞，使离子电子频繁地与正离子碰撞，使离子热运动加剧热运动加剧电能电能热能热能金属金属三、电热三、电热2、公式、公式:推导：推导：电能电能全全部部转化为内能转化为内能：Q=W=UIt欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R t1、定义、定义:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.焦焦耳耳定定律律：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量Q等等于于电电流流I的的二二次次方方、导导体体的的电电阻阻R 和和通电时间通电时间 t 三者的乘积三者的乘积 焦耳定律适用于焦耳定律适用于:纯电阻电路纯电阻电路和和非纯电阻电路非纯电阻电路 Q=I2R t2、公式、公式:三、电热三、电热3、单位单位：焦焦(J)千瓦时千瓦时(kWh).电热普适公式电热普适公式 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住转子被卡住的电动机的电动机也是纯电阻器件也是纯电阻器件 非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽电路中含有电动机在转动或有电解槽1、定义、定义:单位时间内的发热单位时间内的发热量量.四、热功率四、热功率热功率热功率P等于通电导体中电流等于通电导体中电流 I 的二次的二次方与导体电阻方与导体电阻R 的乘积的乘积P=Q/t=I2R2、公式、公式:3、单位：瓦单位：瓦(W)千瓦千瓦(kW)热功热功率率普适公式普适公式纯电阻电路纯电阻电路:电能电能 内能内能I=U/R电功电功=电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P=P热热=UI =I2R =U2/R电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能W其他能其他能QUIt=I2rt+E其其电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2r三、电功和电热的区别：非纯电阻电路非纯电阻电路:MrU例例2：对计算任何用电器的：对计算任何用电器的电功率电功率都适用的公式是都适用的公式是()解析：解析：用电器有的是纯电阻用电器用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等例电动机、电解槽等)只有在只有在纯电阻纯电阻用电器的前提下，才可由用电器的前提下，才可由 改写电功率的表达式改写电功率的表达式 所以，正确选项为所以，正确选项为C、D 计算计算电功率电功率的的普普适适公式公式为为:IUtWP=1、下图所示的电路中，三电阻串联，其、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，电路总，电路总电压为电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于()A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1R1R2R3在串联电路中，功率在串联电路中，功率跟电阻成跟电阻成正比正比。A在并联电路中，功率在并联电路中，功率跟电阻成跟电阻成反比反比。2、下图所示的电路中，三电阻、下图所示的电路中，三电阻并并联，其联，其阻值阻值R1=2，R=3，R=6，电路总，电路总电压为电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于()A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1D例例3加加在在某某台台电电动动机机上上的的电电压压是是U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r，则则电电动动机线圈上消耗的热功率为（机线圈上消耗的热功率为（）AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率用用P=UI，热功率用热功率用P热热=I2RC例例4.微型吸尘器的直流电动机内阻一定微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上当加上0.3V的电压时的电压时,通过的电流为通过的电流为0.3A,此时电动机不转。此时电动机不转。电动机额定电压为电动机额定电压为2.0V时时,功率为功率为1.6W,能正常工作能正常工作（1）电动机内阻）电动机内阻（2）求电动机正常工作的机械功率）求电动机正常工作的机械功率（3）若加在电动机上的电压为）若加在电动机上的电压为2.0V时，电动机出故障，不转时，电动机出故障，不转动，求此时的热功率动，求此时的热功率解解：（1）电动机不转动时是纯电阻）电动机不转动时是纯电阻：=1R=U/I(2)电功率：电功率：P=UII额额=P额额/U额额=0.8AP热热=I2R=0.64WP出出=P-P热热=0.96WP热热 =P=UI =I2R =U2/R=4W（3）电动机不转动时是纯电阻）电动机不转动时是纯电阻：解解:据能量守恒定律得据能量守恒定律得:IUt=I2Rt+W故电动机每分钟所做的机械功为故电动机每分钟所做的机械功为:W=(IU-I2R)t =(5220-520.4)60 J =6.5104 J训练题训练题1、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它，当它两端所加的电压为两端所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少这台电动机每分钟所做的机械功有多少?训练题训练题2.用一直流电动机提升重物用一直流电动机提升重物,重物质量重物质量m=50kg,电源电压电源电压U=110V，不计电源内阻，不计电源内阻及各处摩擦，当电机以及各处摩擦，当电机以v=0.9m/s的恒定速度的恒定速度向上提升重物时，电阻中的电流向上提升重物时，电阻中的电流I=5A，试，试问电动机线圈的电阻问电动机线圈的电阻r为多大？为多大？MmvUI=mg v+I2rr =4训练题训练题3：在如图所示的电路中电源电动势为：在如图所示的电路中电源电动势为12V，电，电源电阻为源电阻为1.0，电路中的电阻，电路中的电阻R0为为1.5 ，小型直流电，小型直流电动机动机M的内阻为的内阻为0.5,。闭合开关。闭合开关S后，电动机转动，后，电动机转动，电流表的示数为电流表的示数为2.0A。以下判断正确的是。以下判断正确的是（）A。电动机的输出功率为。电动机的输出功率为14W B.电动机两端的电压为电动机两端的电压为7.0VC.电动机产生的热功率为电动机产生的热功率为4.0W D.电动机输出的电功率为电动机输出的电功率为24WAM电动机SR0B训练题训练题4.4.如图所示，电阻如图所示，电阻R R1 188，电动机绕组电，电动机绕组电阻阻R R0 022，当电键，当电键K K断开时，电阻断开时，电阻R R1 1消耗的电功率消耗的电功率是是2.88W2.88W；当电键闭合时，电阻；当电键闭合时，电阻R R1 1消耗的电功率是消耗的电功率是2W2W，若电源的电动势为，若电源的电动势为6V.6V.求：电键闭合时，电动求：电键闭合时，电动机输出的机械功率机输出的机械功率.小结=W=UIt热热功率功率：P热热 =I2R=电热：电功率：电功率：P=UI=纯电阻阻非非纯电阻阻电功电功=电热电热W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率电功率=热功率热功率：P=P热热=UI =I2R =U2/R电电能能 内内能能+其它形式的能其它形式的能UIt=I2Rt+E其其UItI2Rt电功
