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1、焦耳定律_本讲稿第一页，共十七页2.52.5焦耳定律焦耳定律本讲稿第二页，共十七页一、电功和电功率一、电功和电功率1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功回忆：回忆：在静电学中，电场力在静电学中，电场力做功的特点是什么？表做功的特点是什么？表达式？达式？（1 1）特点：）特点：电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差（2 2）利用电势差求电功）利用电势差求电功WWABAB=qU=qUABAB本讲稿第三页，共十七页W=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率一、电功和电功率1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电
2、荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.610kWh)1kWh=3.6106 6J J本讲稿第四页，共十七页一、电功和电功率一、电功和电功率1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.610kWh)1kWh=3.6106 6J J功能关系：功能关系：表达式：表达式：W=UItW=UIt电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能本讲稿第五页，共十七
3、页一、电功和电功率一、电功和电功率1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.610kWh)1kWh=3.6106 6J J表达式：表达式：W=UItW=UIt物理意义：物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说也可以说“消耗了多少电能消耗了多少电能”思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件，思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？电功与这些元件的种类有关吗？结论：电功结论：电功W W（消耗了多少电能）只与元件两端的电
4、压（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U U，通过的电流通过的电流I I和通电时间和通电时间t t有关，与元件的种类无关。有关，与元件的种类无关。适用于一切电路做功本讲稿第六页，共十七页一、电功和电功率一、电功和电功率1.1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)千瓦时(kWh)1kWh=3.610kWh)1kWh=3.6106 6J J表达式：表达式：W=UItW=UIt物理意义：物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说也可以说“消
5、耗了多少电能消耗了多少电能”适用于一切电路做功2.2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率电功率：单位时间内电流做的功叫电功率PW/tUI单位：瓦（W）千瓦kW表达式：表达式：适用于一切电路的电功率物理意义：反映了电流做功的快慢！物理意义：反映了电流做功的快慢！本讲稿第七页，共十七页探讨几个用电器的能量转化情况探讨几个用电器的能量转化情况a、电流流过电炉、电流流过电炉b、电流流过电解槽、电流流过电解槽c、电流流过电风扇、电流流过电风扇 电能转化为热能。电能转化为热能。电能转化为化学能和热能电能转化为化学能和热能 电能转化为机械能和热能电能转化为机械能和热能 本讲稿第八页，共十七页即电能全部转化
6、为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（）二、电热和热功率二、电热和热功率1.电热:电流通过导体产生的热量2.热功率:单位时间内电流通过导体产生的热量表达式表达式：P P热热=I=I2 2R R如：白炽灯的功率越大则越亮如：白炽灯的功率越大则越亮白炽灯、电炉等白炽灯、电炉等本讲稿第九页，共十七页即电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）（白炽灯、电炉等）在非纯电阻电路中，（如电动机）电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分转化为热能。结论：WQUIR（欧姆定姆不适用）（欧姆定姆不适用）应该是应该是W=E机机+Q本讲稿第十页，共十七页1纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为
7、目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等电能全部转化为热能,电功等于电热2非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能电功大于电热本讲稿第十一页，共十七页例题一台电动机，线圈电阻是例题一台电动机，线圈电阻是0.4 0.4 ，当电动机两端加，当电动机两端加220V220V电压电压时，通过电动机的电流是时，通过电动机的电流是50A50A。（1 1）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?效率为多少？效率为多少？（2
8、2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的功率为多少？功率为多少？本讲稿第十二页，共十七页课堂练习课堂练习1：图中虚线框内是一个未知电路，图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点测得它的两端点a，b之间的电阻是之间的电阻是R，在，在a，b之间加上电压之间加上电压U，测得流过这电路的电，测得流过这电路的电流为流为I，则未知电路的电功率一定是，则未知电路的电功率一定是()A.I2R B.U2/R C.UI D.I2R+UI本讲稿第十三页，共十七页课堂练习课堂练习2：一根电阻丝在通过一根电阻丝在通过2C的电量时，的电量时，消耗电能
9、是消耗电能是8J。若在相同时间内通过。若在相同时间内通过4C的的电量，则该电阻丝两端所加电压电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻和该电阻丝在这段时间内消耗的电能丝在这段时间内消耗的电能E分别为分别为（）AU4V BU=8V CE16J DE=32J答案：答案：BD本讲稿第十四页，共十七页课课堂堂练练习习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 U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r r，则则电电动动机机线线圈圈上上消消耗耗的的热热功功率率为为（）A AP P B BU U 2 2/r/r C CP P 2 2r/U r/U 2
10、 2 D DP P P P 2 2r/U r/U 2 2C C本讲稿第十五页，共十七页1.1.如图所示，有一台提升重物用的直流电动机如图所示，有一台提升重物用的直流电动机M M，线圈的，线圈的内阻为内阻为r r=0.60=0.60，与电动机串联的定值电阻阻值为，与电动机串联的定值电阻阻值为R R=10=10，电路的路端为电路的路端为U U=160V=160V图中理想电压表的示数为图中理想电压表的示数为110V110V求：求：通过电动机的电流通过电动机的电流I I是多大？是多大？电动机的输入功率电动机的输入功率P P是多大？是多大？电动机的机械功率电动机的机械功率P P/是多大？是多大？2 2如
11、图所示，电源的电动势如图所示，电源的电动势E E=110V=110V，电阻，电阻R R1 1=21=21，电动机绕，电动机绕组的电阻组的电阻R R0 0=0.5=0.5，电键，电键S S1 1始终闭合。当电键始终闭合。当电键S S2 2断开时，电阻断开时，电阻R R1 1的电功率是的电功率是525W525W；当电键；当电键S S2 2闭合时，电阻闭合时，电阻R R1 1的电功率是的电功率是336W336W，求（，求（1 1）电源的内电阻；（）电源的内电阻；（2 2）当电键）当电键S S2 2闭合时流过电闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率源的电流和电动机的输出的功率本讲稿第十六页，共十七页
12、2 2如图所示，电源的电动势如图所示，电源的电动势E E=110V=110V，电阻，电阻R R1 1=21=21，电动，电动机绕组的电阻机绕组的电阻R R0 0=0.5=0.5，电键，电键S S1 1始终闭合。当电键始终闭合。当电键S S2 2断断开时，电阻开时，电阻R R1 1的电功率是的电功率是525W525W；当电键；当电键S S2 2闭合时，电闭合时，电阻阻R R1 1的电功率是的电功率是336W336W，求（，求（1 1）电源的内电阻；（）电源的内电阻；（2 2）当电键当电键S S2 2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率率。本讲稿第十七页，共十七页