《【物理】25焦耳定律.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【物理】25焦耳定律.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章 恒定电流第五节 焦耳定律人教版选修人教版选修3-1提问：在静电学中，我们怎样计 算电场力做功？定义途径；利用电势差求电功WAB=qUAB 从能量转化的角度总结电路从能量转化的角度总结电路的某些规律的某些规律 探讨几个用电器的能量转化情况a、电流流过电炉b、电流流过电解槽c、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 一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量则电场力做功即：思考问题：以上的推导和结论与电路的性质（如：前面a、b、c三种电路
2、）有没有关系？结论：没有关系！电流做功的实质电流做功的实质:电场力推动电荷做功电场力推动电荷做功 电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。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端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kWh）.1kWh3.6106J2电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率（）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积（）电功率表示电流做功的快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW）
3、，千瓦（kW）1kW103W106mW额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，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 用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）15030080010015080012004060P P P P额额额额是个定值，是个定值，是个定值，是个定值，P P P P实实实实是个变值。是个变值。是个变值。是个变值。P P P P额额额额P P P P实。实。实。实。三、焦耳定律（实验定律）三、焦耳定律（实验定律）1 1、内容：、内容
4、：、内容：、内容：2 2、定义式：、定义式：、定义式：、定义式：Q QI I2 2RtRt3、适用于一切电路适用于一切电路（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。非纯电阻电路和纯电阻电路？电能全部转化为内能如电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等白炽电灯、电炉、电热毯等只有部分电能转化为内能。只有部分电能转化为内能。电路中含用电动机、电解槽等。电路中含用电动机、电解槽等。电功率和热功率 将a类电路用能量守恒的关系写出完整的方程 写方程化简得出欧姆定律对b类和c类电路电路应用同样的关系，还能得出欧姆定律吗？不能。可以看出，并不是所有的用电元件都是
5、适用欧姆定律的 2其他22非纯电阻电路非纯电阻电路纯电阻电路纯电阻电路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
6、=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电功电功等于等于电热电热电功电功大于大于电热电热电热电热1.1.电功电功WW 定义：定义：在一段电路中电场力所做的功在一段电路中电场力所做的功,也就是通常也就是通常 说的电流所做的功说的电流所做的功,简称电功简称电功.公式：公式：W=W=U UI It t 单位：单位：J J 2.2.电功率电功率P P 定义：定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率
7、单位时间内电流所做的功叫做电功率 公式：公式：P=W/t=UP=W/t=UI I 单位：单位：WWkWkWhkWh1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J小结：电功和电功率、电热和热功率小结：电功和电功率、电热和热功率 3.3.焦耳定律焦耳定律 内内容容：电电流流通通过过某某导导体体，在在时时间间t t内内产产生生的的热热量量,跟跟电电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 公式：公式：P P热热=Q/t=Q/t=I I2 2R R 单位：单位：W kWW kW4.4.热功率：热功率：P P热热 导体在单
8、位时间内发出的热量导体在单位时间内发出的热量电功与电热电功与电热 1 1、纯电阻电路：、纯电阻电路：、纯电阻电路：、纯电阻电路：WWUItUItI I2 2RtRtP PUIUII I2 2R RQ QI I2 2RtRtUItUItWW2 2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用姆定律不再适用姆定律不再适用姆定律不再适用电功电功电功电功 WWUItIUItI2 2RtRt电功率电功率电功率电功率 P PUIIUII2 2R R电热电热电热电热
9、 Q QI I2 2RtUItRtUIt1、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）AP BU 2/r CP 2r/U 2 DP P 2r/U 2 非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算 电功率只能用电功率只能用P=UP=UI I，热功率只能用热功率只能用P P热热=I I2 2R R课堂训练课堂训练C2 2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所、某一用直流电动机提升重物的装置如图所、某一用直流电动机提升重物的装置如图所、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示重物的质量示重物的质量示重物的质量示重物的质量mm50kg50kg，电源
10、电动势电源电动势电源电动势电源电动势 110V110V不计内阻及各处的摩擦，当电动机以不计内阻及各处的摩擦，当电动机以不计内阻及各处的摩擦，当电动机以不计内阻及各处的摩擦，当电动机以v v0.90m0.90ms s的恒定速度向上提升重物时，电路的恒定速度向上提升重物时，电路的恒定速度向上提升重物时，电路的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度中的电流强度中的电流强度中的电流强度I I5A5A，由此可知电动机线圈的由此可知电动机线圈的由此可知电动机线圈的由此可知电动机线圈的电阻电阻电阻电阻 R R 。答案：答案：4典型例题典型例题例例2 2、把把标标有有“220V100W220V100W”的的
11、灯灯泡泡接接到到220V220V的的电电路路中中，通通过过灯灯丝丝的的电电流流I I和和实实际际功功率率各各有有多多大大？若若接接到到110V110V的的电电路路中中结结果果又又怎怎样样？（假假定定灯灯丝丝的的电电阻不变。）阻不变。）解解：灯泡的电阻：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100=484 （1）灯泡接）灯泡接220V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流 I=U/R=220/484A=0.45A 实际功率实际功率P=UI=220220/484W=100W （2）灯泡接）灯泡接110V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流 I/=U/R=110/484A=0.23A 实际功率实际功率P/
12、=U/I/=110110/484W=25W 例例例例3 3、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总功率分别为功率分别为功率分别为功率分别为P P1 1、P P2 2，两个变阻器两个变阻器两个变阻器两个变阻器R R1 1、R R2 2消耗的电功率消耗的电功率消耗的电功率消耗的电功率
13、分别为分别为分别为分别为P P1 1、P P2 2，则可以判定则可以判定则可以判定则可以判定 ()()(A)(A)P P1 12 2P P2 2 (B)(B)P P1 1P P2 2(C)(C)P P1 1 2 2P P2 2 (D)(D)P P1 1 2 2P P2 2 答案：答案：AD例4、一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（）AU4V BU=8VCE16J DE=32Jn答案：答案：BD例例5、有有一一个个直直流流电电动动机机，把把它它接接入入0.2V电电压压的的电电路路时时，电电动
14、动机机不不转转，测测得得流流过过电电动动机机的的电电流流是是0.4A，若若把把它它接接入入2V电电压压的的电电路路中中，电电动动机机正正常常工作，工作电流是工作，工作电流是1A。求：求：（1）电动机正常工作时的输出功率。）电动机正常工作时的输出功率。（2）如如在在正正常常工工作作时时，转转子子突突然然被被卡卡住住，此此时时电电动动机机的的发发热热功功率率多多大大？（提提示示：电电动动机机在在电电路路中中转子不转动时为纯电阻用电器）转子不转动时为纯电阻用电器）n答案：答案：1.5W，8W 例例例例6 6、如如如如图图图图所所所所示示示示的的的的电电电电路路路路中中中中，电电电电源源源源电电电电动
15、动动动势势势势 6V6V，内内内内阻阻阻阻r r11，MM为为为为一一一一直直直直流流流流玩玩玩玩具具具具电电电电动动动动机机机机，其其其其电电电电枢枢枢枢电电电电阻阻阻阻R R1 1=2=2，限限限限流流流流电电电电阻阻阻阻R R2 2=3=3，电电电电压压压压表表表表示示示示数数数数为为为为3.6V3.6V，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率答案：答案：2.16W，1.44W例例例例7 7、已知、已知、已知、已知R R1 1、R R2 2都标有都标有
16、都标有都标有4W 1004W 100字样，而字样，而字样，而字样，而R R3 3标有标有标有标有1W 1001W 100字样按图中所示的电路连接，则字样按图中所示的电路连接，则字样按图中所示的电路连接，则字样按图中所示的电路连接，则A A、B B间允许消耗的最大电功率为间允许消耗的最大电功率为间允许消耗的最大电功率为间允许消耗的最大电功率为 WW答案：答案：1.5W电能电能 内能内能卡住：卡住：运转：运转：M电能电能 机械能机械能+内能内能小结：小结：1 1 1 1、公公公公式式式式W=W=W=W=UItUItUItUIt和和和和P=UIP=UIP=UIP=UI是是是是电电电电功功功功和和和和
17、电电电电功功功功率率率率的的的的一一一一般般般般表表表表达达达达式式式式，适适适适用用用用于于于于任任任任何何何何用用用用电电电电器器器器，它它它它表表表表示示示示用用用用电电电电器器器器消消消消耗耗耗耗的的的的全全全全 部部部部 电电电电 功功功功 和和和和 电电电电 功功功功 率率率率。而而而而 W=IW=IW=IW=I2 2 2 2Rt=URt=URt=URt=U2 2 2 2t/Rt/Rt/Rt/R和和和和P=IP=IP=IP=I2 2 2 2R=UR=UR=UR=U2 2 2 2/R/R/R/R则则则则是是是是前前前前面面面面两两两两公公公公式式式式与与与与欧欧欧欧姆姆姆姆定定定定律
18、律律律结结结结合合合合而而而而导导导导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。2 2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。多少电能转化为其它形式的能。多少电能转化为其它形式的能。多少电能转化为其它形式的能。