高二物理 焦耳定律课件 新人教版选修3.ppt

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1、第二章第二章 恒定电流恒定电流 电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。是电流做功的过程。一、电功一、电功 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。多少电能转化为其他形式的能。 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷电场力对电

2、荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。的电势能减少，其他形式的能增加。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.电功是电能转化为其他形式能的量度电功是电能转化为其他形式能的量度.电场力做功：电场力做功：W=qU 一、电功一、电功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的内通过这段电路任一横截的电荷量：电荷量： q=I tW=IUt2、公式、公式:电流在一段电路中所做的功电流在一段电路中所做的功W等于这等于这段电路中的电流段电路中的电流 I 、电路两端的电压、电路两端的电压U、通电时间通电时间

3、t 三者的乘积三者的乘积3、单位：焦、单位：焦(J) 千瓦时千瓦时(kWh).1kWh3.6106J一、电功一、电功W=IUt2、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：单位时间内电流所做的功、定义：单位时间内电流所做的功. 表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢电流在一段电路上做功的功率电流在一段电路上做功的功率P等于等于 电流电流I与这段电路两端的电压与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=IU2、公式、公式: 电功率普适公式电功率普

4、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）15030080010015080012004060三、电功率三、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

5、功率:用电器输出端的电压与输出电流之积用电器输出端的电压与输出电流之积. 在真空中，电场力对电荷做正功时，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；减少的电势能转化为电荷的动能；在金在金属导体中属导体中，在电场力作用下做加速运动，在电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，使离子热运动加移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将剧，将电能全部转化为内能电能全部转化为内能三、电热三、电热1、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. 电流通过导体时产生的热量与哪些因电流通过导体时产生的热量与哪些

6、因素有关呢素有关呢?焦耳定律焦耳定律三、电热三、电热2、公式、公式:(1)推导：推导： 电能电能全部全部转化为内能：转化为内能： Q=W=IUt欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R t(2)实验实验:1、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.焦耳定律：焦耳定律：电电流通过导体产生的流通过导体产生的热热量量Q等等于电流于电流I的二次方、导体的电阻的二次方、导体的电阻R 和通和通电时间电时间 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；非纯电阻电路纯电阻电路；非纯电阻电路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有只含有电热元件电热元件的电路的电路（如白炽（

7、如白炽灯、电炉、电烙铁；及灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机转子被卡住的电动机） 非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路有在发生化学反应的电解槽的电路 Q=I2R t2、公式、公式:三、电热三、电热3、单位：焦、单位：焦(J) 千瓦时千瓦时(kWh). 电热普适公式电热普适公式1、定义、定义:单位时间内的发热量单位时间内的发热量.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 的二次方的二次方与导体电阻与导体电阻R 的乘积的乘积P=Q /t=I2R2、公式、公式:3、单位：瓦、单位：瓦(W)

8、 千瓦千瓦(kW) 热功率普适公式热功率普适公式纯电阻电路纯电阻电路: 电能电能 内能内能 QI2Rt WIUt=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其其QIUt 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！指某段电路指某段电路在某段时间在某段时间内消耗的全内消耗的全部电能部电能! ! 指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!R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 WIUt=I=U/R电功电功 = 电热电

9、热: W= IUt = =I2RtU2t/R电功率电功率=热功率热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热热 WW 其其QIUt I2RtIU/R电功：电功：W= IUt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P = IU热功率：热功率：P热热=I2RRM=Q例例1：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( ) RIP2RUP2UIPtWP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) )RUI 只有

10、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适公式普适公式为为: :IUtWP例例2、对计算任何用电器的、对计算任何用电器的热功率热功率都适用的公式是都适用的公式是 ( ) RIP2RUP2UIPQPt计算计算热功率热功率的的普适公式普适公式为为: :I2RtQP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 =6.510

11、4 J例例3、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端，当它两端所加的电压为所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台。这台电动机每分钟所做的机械功有多少电动机每分钟所做的机械功有多少?1.电功电功: IUtW 2.电功率电功率: IUtWP 3.电热电热: RtIQ2=4.热功率热功率: RItQP2对纯电阻电路对纯电阻电路: 电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功率对非纯电阻电路对非纯电阻电路: 电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率1、一个电炉额定电压为、一个电炉额定电压为220V，额定

12、，额定功率为功率为800W，如果接入，如果接入110V电路电路中，实际消耗的功率为多大中，实际消耗的功率为多大?200W2、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值值R1=2，R=3，R=6，电路总电，电路总电压为压为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。3、下图所示的电路中，三电阻并、下图所示的电路中

13、，三电阻并联，其阻联，其阻值值R1=2，R=3，R=6，电路总电，电路总电压为压为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、3：2：1D4、如图，已知、如图，已知R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为的实际功率之比为_。1 2 65、在电阻上除了标明电阻值，还标明额、在电阻上除了标明电阻值，还标明额定功率值，这是它工作时允许消耗的最定功率值，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会被大功率，超过这个功率，电阻器就会

14、被烧坏。现有一个烧坏。现有一个“100 4W”的电阻器，的电阻器，允许通过这个电阻器的最大电流为多大？允许通过这个电阻器的最大电流为多大？允许加在这个电阻器两端的电压为多大？允许加在这个电阻器两端的电压为多大？0.2A;20V6、有人用一个、有人用一个“100，4W”的电阻和一的电阻和一个个“50，8W”的电阻串联，作为的电阻串联，作为150电阻使用，则该电阻使用，则该 150电阻允许通过的电阻允许通过的最大电流为最大电流为_；能承受的最大电压；能承受的最大电压为为_；额定功率为；额定功率为 。 0.2A;30V;6W7、如图所示，两只灯泡、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110

15、V，60W”和和“110V，100W”字样，另字样，另外有一只滑动变阻器外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接，将它们连接后接入入220V的电路中，要求两灯泡都正常发的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？应使用下面哪个电路？BL L1 1L L2 2L L1 1L L1 1L L1 1L L2 2L L2 2L L2 2A B C D非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算电功率电功率只能用只能用P=UI， 热功率只能用热功率只能用P热热=I2R所以所以 正确的是正确的是 （C）8、加在某台电动机上的电压是、加在某台电动机上的电压是U，电动机，电动机消耗的电功率为消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为，电动机线圈的电阻为r，则，则电动机线圈上消耗的热功率为电动机线圈上消耗的热功率为( ) AP BU2/r C CP2r/U2 DP- -P2r/U2作业作业:问题与练习问题与练习:4 - 5