物理 第二章 恒定电流 2.5 焦耳定律 新人教版选修3-1.ppt

第五节第五节 焦耳定律焦耳定律第二章第二章 恒定电流恒定电流一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为如图一段电路两端的电压为U，通过的电，通过的电流为流为I，在时间，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的电荷量的电荷量则则电场力做功即：电场力做功即：1电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功电流所做的功，简称为电功电流在一段电路上所做的功等于这段电路电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压两端的电压U、电路中的电流、电路中的电流 I 和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积在国际单位制中电功的单位是焦（在国际单位制中电功的单位是焦（J），），常用单位有千瓦时（常用单位有千瓦时（kWh）.1kWh3.6106J例1一根电阻丝，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，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A4V16JB8V16JC4V32JD8V32J栏目链接典例分典例分典例分典例分析析析析消耗的电能等于电场力做的功：W=qU由U=IR计算电压由W=UIt计算电能答案：D2电功率：单位时间内电流所做的功电功率：单位时间内电流所做的功（）一段电路上的电功率（）一段电路上的电功率P等于这段电路两等于这段电路两端的电压端的电压U和电路中电流和电路中电流I的乘积的乘积（）电功率表示电流做功的快慢（）电功率表示电流做功的快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常），常用单位还有毫瓦（用单位还有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MW额额定定功功率率和和实实际际功功率率：用用电电器器铭铭牌牌上上所所标标称称的的功功率率是是额额定功率定功率，用电器在实际电压下工作的功率是，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率实际功率用用电电器器只只有有在在额额定定电电压压下下工工作作实实际际功功率率才才等等于于额额定定功功率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）150300800100150800120040601甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中不正确的是()变式训变式训变式训变式训练练练练A甲灯的实际功率一定总是40WB将乙灯接入110V电路中，它的额定功率仍为60WC两灯均正常发光时，甲灯丝电阻较大D两灯均正常发光时，甲消耗的电能较少实际功率由电压决定，不一定等于额定功率额定功率是反映元件的本身特性，不随电压的变化而变化由P=I2R计算电阻由W=Pt计算消耗的电能答案：A常见的用电器课堂讲课堂讲课堂讲课堂讲解解解解二、电功率和热功率 1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电电动动机机把把电电能能转转化化为为机机械械能能；电电解解槽槽把把电电能能转转化化为为化化学学能能；电热器把电能转化为热能电热器把电能转化为热能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能动加剧，将电能完全转化为内能2焦焦耳耳定定律律：电电流流通通过过导导体体时时产产生生的的热热量量Q等等于于电电流流I的的二次方、导体的电阻二次方、导体的电阻 R 和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积 焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路 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路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路电解槽在发生化学反应的电路 正在充电的电池也正在充电的电池也是非纯电阻元件。是非纯电阻元件。热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率等于通电导体中电流热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻的二次方与导体电阻R 的乘的乘积积 常见的用电器课堂讲课堂讲课堂讲课堂讲解解解解纯电阻电路纯电阻电路:电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WW内内+QQUIt I2RtIU/R说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能!指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=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/RMWW 内内+QQUIt I2RtIU/R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=I2R3电功率与热功率电功率与热功率 （1）区别：）区别：电电功功率率是是指指某某段段电电路路的的全全部部电电功功率率，或或这这段段电电路路上上消消耗耗的的全全部部电电功功率率，决决定定于于这这段段电电路路两两端端电电压压和和通通过过的的电电流流强强度度的的乘乘积；积；热热功功率率是是指指在在这这段段电电路路上上因因发发热热而而消消耗耗的的功功率率决决定定于于通通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积（2）联系：）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对纯电阻电路，电功率等于热功率；对对非非纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率与与转转化化为为除除热热能能外外其其他形式的功率之和他形式的功率之和2微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1，当加在它两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，且能正常工作求：(1)它的额定输入功率多大？(2)工作时由导线发热损失的功率多大？(3)它的最大输出功率多大？栏目链接变式训变式训变式训变式训练练练练公式P=IU对于纯电阻电路和非纯电阻电路都适用无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都用P=I2R计算热功率根据能量守恒，电动机的输出功率等于输入功率减去发热功率 解析：电动机正常工作时是非纯电阻电路解析：电动机正常工作时是非纯电阻电路(1)额定输入功率额定输入功率P额额UI20.8 W1.6 W(2)电动机发热功率电动机发热功率P热热I2R(0.8)21 W0.64 W(3)根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率P出出P额额P热热0.96 W.答案：答案：(1)1.6 W(2)0.64 W(3)0.96 W变式训变式训变式训变式训练练练练课堂练课堂练课堂练课堂练习习习习4.如图所示的电路中，电炉电阻R10，电动机线圈的电阻r1，电路两端电压U100V，电流表的示数为30A，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？课堂练课堂练课堂练课堂练习习习习小结：小结：电功电功 电功率电功率 热功率热功率 焦耳热焦耳热