选修3焦耳定律.ppt

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1、第二章第二章 恒定电流恒定电流想想他们有什么共同点？想想他们有什么共同点？电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程一、电功一、电功 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。电场力电场力对电荷做功，电荷对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能的电势能减少，其他形式的能增加。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.电饭锅电饭锅电能转化成内能电能转化成内能电池充电电池充电电能转化成化学能电能转化成化学能电电灯灯电能转化成内能电能转化成内能和光能和光能

2、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面积的内通过这段电路任一横截面积的电荷量电荷量：W=UIt2、公式、公式:q=I t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 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

3、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=IU2、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

4、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:用电器对外做功的功率用电器对外做功的功率.一个电炉额定电压为一个电炉额定电压为220V，额定功，额定功率为率为800W，如果接入，如果接入110V电路中，电路中，实际消耗的功率为多大实际消耗的功率为多大?200W在真空中，

5、电场力对电荷做正功时，减少的电势能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能转化为电荷的动能；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素电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢有关呢?在金属导体中，在金属导体中，由于由于电流热效应，电流热效应，将将电能电能全部全部转化为内能，转化为内能，导体发热。导体发热。三、电热三、电热2、公式、公式:电能电能全全部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 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

6、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；非纯电阻电路非纯电阻电路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有只含有电电热元件热元件的电路的电路（如白炽如白炽灯灯、电炉、电烙铁电炉、电烙铁；及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：电路中含有在转动电路中含有在转动的的电动机或电动机或有在发生化学反应的电解槽有在发生化学反应的电解槽的的电路电路 Q=I2R t1、公式、公式:三、电热三、电热2、单位单位：焦焦(J)

7、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例：取一个玩具小电动机，其内阻例：取一个玩具小电动机，其内阻R=1.0，把它接在如图所示，把它接在如图所示的电路中。的电路中。（1）先夹住电动机轴，闭合电键，）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转电机不转。电压表的示数为。电压表的示数为0.5V，电流表的示数为，电流表

8、的示数为0.5A，算出小电机消耗的电功率和热功，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。率，并加以比较。（2）再松开夹子，）再松开夹子，使小电机转动使小电机转动，电压表的示数为，电压表的示数为2.0V（此电（此电压为小电机的额定电压），电流表的示数压为小电机的额定电压），电流表的示数0.4A，算出小电机消耗，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。的电功率和热功率，并加以比较。（1）电机不转时电机不转时，U=0.5V，I=0.5A，P电电=UI=0.50.5 W=0.25 WP热热=I2R=(0.5)21.0 W=0.25 W（2）电机转动时电机转动时，U=2.0V，I=0.4A，P电

9、电=UI=2.00.4 W=0.8 WP热热=I2R=(0.4)21.0 W=0.16 WP电电P热热P电电=P热热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!R电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率三、电热三、电热Q定义定义:电流通过导体产生的热量电流

10、通过导体产生的热量.公式：公式：Q=I2Rt 单位：单位：J 焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量Q等于电流等于电流I的二次方、的二次方、导体的电阻导体的电阻R 和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积 一、电功一、电功W 定义：定义：电场力电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.公式：公式：W=IUt 单位：单位：J 1kWh=3.6106J二、电功率二、电功率P定义：定义：单位时间内电流所做的功单位时间内电流所做的功公式：公式：P=W/t=IU 单位：单位：W kW 四、热功率四、热功率P热热定义：定义：单位时间内的发热量单位时间内的发热量公式：公式：P热

11、热=Q/t=I2R 单位：单位：W kW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()C D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()A D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?解解

12、:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律:P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功率为电动机的热功率为:P热热 I2R 消耗的电功率为消耗的电功率为:P电电IU因此电动机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率:P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:WP机机t=(IU一一I2R)t =(5220-520.4)60J=6.5104J解解:据能量守恒定律

13、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.电电热热: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

14、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、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，三电阻并、下图所示的电路中，三电阻并联，其联

15、，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、3：2：1D3、在电阻上除了标明电阻值，还标明、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额定功率值，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器的最大功率，超过这个功率，电阻器就会被烧坏。现有一个就会被烧坏。现有一个“100 4W”的的电阻器，允许通过这个电阻器的最大电阻器，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电流为多大？允许加在这

16、个电阻器两端的电压为多大？端的电压为多大？0.2A;20V拓展：拓展：有人用一个有人用一个“100，4W”的电的电阻和一个阻和一个“50，8W”的电阻串联，作的电阻串联，作为为150电阻使用，则该电阻使用，则该 150电阻允电阻允许通过的最大电流为许通过的最大电流为_；能承受的；能承受的最大电压为最大电压为_；额定功率为；额定功率为 。0.2A;30V;6W5、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“110V，60W”和和“110V，100W”字样，字样，另外有一只滑动变阻器另外有一只滑动变阻器R，将它们连接，将它们连接后接入后接入220V的电路中，要求两灯泡都正的电路

17、中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？小，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）6、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/U2c作业作业:P55问题与练习问题与练习:4、5