焦耳定律1018学习.pptx

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1、1一、电能一、电能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，通过的电流，通过的电流为为I，在时间，在时间t内通过这段电路任一横截的电内通过这段电路任一横截的电荷量荷量则则电场力做功即：电场力做功即：第第2页页/共共22页页第第1页页/共共22页页21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，简称为电功电流在一段电路上所做的功等于这段电路两电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压端的电压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 三者三者的乘积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），常用单位有千瓦时（用单位

2、有千瓦时（kWh）.1kWh3.6106JW=UItW=UIt第第3页页/共共22页页第第2页页/共共22页页32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等于这段电路两端等于这段电路两端的电压的电压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），常用），常用单位还有毫瓦（单位还有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MW第第4页页/共共22页页第第3页页/共共22页页4额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额

3、定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定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路用电路29吋彩吋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）12015030080010015080012002560第第5页页/共共22页页第第4页页/共共22页页5二、焦耳定律二、焦耳定律1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能在真空中，

4、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，在电场力作用下做转化为电荷的动能；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碰撞，把定向移动的加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能内能第第6页页/共共22页页第第5页页/共共22页页62焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 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：

5、只含有电阻的电路、如电炉、电烙只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电转子被卡住的电动机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解槽在发生化学反应的电路第第7页页/共共22页页第第6页页/共共22页页7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I 的二次方与导体电阻R 的乘积 第第8页页/共共22页页第第7页页/共共22页页8I额额=P额额/U额额=1000/220A4.5A例例1：规格为：规格为“220

6、V，1000W”的电炉，求：的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流电炉正常工作时，通过电阻丝的电流2.电炉的电阻电炉的电阻2.电炉的电阻：电炉的电阻：R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时：=48.4第第9页页/共共22页页第第8页页/共共22页页9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-QQUIt I2RtIU/R说明：欧说明：欧姆定律不姆定律不适用于非适用于非纯电阻电纯电阻电路！路！指指某某段段电电路路在在某

7、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!第第10页页/共共22页页第第9页页/共共22页页10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-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=I2R第第11页页/共共22页页第第10页页/共共22页

8、页11例例2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，则则电电动动机机线线圈上消耗的热功率为（圈上消耗的热功率为（）APBU2/rCP2r/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）第第12页页/共共22页页第第11页页/共共22页页123电功率与热功率（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是

9、指在这段电路上因发热而消耗的功率决定于通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：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和第第13页页/共共22页页第第12页页/共共22页页13例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）第第14页页/共共22页页第第13页页/共共22页页14解析解析：电功率计算的普通公式为电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）只有是在纯电阻用电器

10、的前提下，才可由只有是在纯电阻用电器的前提下，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第第15页页/共共22页页第第14页页/共共22页页15在研究微型电动机的性能时，可采用如下图所示的实验电在研究微型电动机的性能时，可采用如下图所示的实验电路当调节滑动变阻器路当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为电压表的示数分别为0.5A和和1.0V；重新调节；重新调节R，使电动机恢，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和和15.0V求：求：(1)这

11、这台台电电动动机机正正常常运运转转时时的的输输出出功功率率和电动机的线圈电阻和电动机的线圈电阻(2)电电动动机机的的正正常常工工作作状状态态是是匀匀速速提提升升一一个个2kg的的物物体体，该该物物体体竖竖直直上上升升的速度多大？的速度多大？(g10m/s2)第第16页页/共共22页页第第15页页/共共22页页16【答案答案】(1)22.0W2(2)1.1m/s第第17页页/共共22页页第第16页页/共共22页页17(1)电动机的等效处理电动机的等效处理电电动动机机是是一一种种非非纯纯电电阻阻性性用用电电器器，它它把把电电能能转转化化为为机机械械能能和和热热能能在在电电路路计计算算中中，常常把把

12、电电动动机机等等效效为为阻阻值值等等于于其其内内阻阻的的电电阻阻rD和和无无电电阻阻的的转转动动线线圈圈D串串联联而而成成，如如右右图图所所示示，电电流流通通过过rD时时把把电电能能转转化化为为热热能能，而而线线圈圈D把电能转化为机械能把电能转化为机械能(2)输输入入功功率率：电电动动机机的的总总功功率率由由电电动动机机电电路路的的电电流流和电压决定，计算：和电压决定，计算：P总总UI.第第18页页/共共22页页第第17页页/共共22页页18第第19页页/共共22页页第第18页页/共共22页页19(7)解决电动机问题注意分两种情况：解决电动机问题注意分两种情况：当当电电动动机机正正常常工工作作

13、时时，要要分分别别搞搞清清电电动动机机的的总总功功率、输出功率和热功率率、输出功率和热功率当当电电动动机机因因故故障障或或其其他他原原因因不不转转动动时时，相相当当于于一一个纯电阻电路个纯电阻电路第第20页页/共共22页页第第19页页/共共22页页20三、身边的电热各种电器在使用中都会放出大量的电热,有的是利用这些电热,如电熨斗、_、电烘箱、_等；有的电器并不是利用它的电热,这种电热要是散热不及时会造成危害，如电动机、电视机、_等电饭锅电饭锅电热水器电热水器变压器变压器第第21页页/共共22页页第第20页页/共共22页页21小结：电功电功电功率电功率热功率热功率焦耳热焦耳热第第22页页/共共22页页第第21页页/共共22页页22感谢观看！感谢观看！第第22页页/共共22页页