第17单元电功和电功率焦耳定律

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时间:2019-05-28

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1、第17单元:电功和电功率焦耳定律【教学结构】一、电功  电功、电功率、电热是本章书的重要概念,也是学生学习的难点,教学过程中必须给以足够的重视。  1.复习电场力做功:W=Uq,U为电场中两点间电势差,在电路中即为导体两端电压,q为电量,电路中为流过导体截面电量。  2.电功:电流做的功简称电功。导体两端加上电压,导体内建立电场,在电场力作用下自由电子定向移动,形成电流,电场力做功,又说成电流做功。  W=UIt,电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。  3.电流做功,把电能转化为

2、其它形式的能  (1)电流通过纯电阻(电灯,电炉子等)电路做功,把电能转化为内能。  (2)电流通过电解液做功,把电能转化为化学能。  (3)电流通过电动机做功,把电能一部分转化为内能,一部分转化为机械能。  二、电功率  1.定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率,用p表示电功率则,p的单位:瓦特W,U:伏特VI:安培A。  2.物理意义:电功率表示电流做功的快慢,亦为单位时间电流做的功。灯越亮电功率越大。  3.额定电压:用电器安全正常工作的最大电压。日常照明灯泡额定电均为220V,机床上用的灯泡额定电压

3、为36V。  额定功率:用电器安全正常工作的最大功率。照明灯泡上标有220V60W,60W即为额定电功率。额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。  4.注意区别额定功率和实际功率。  实验:把"220V30W"和"220V100W"的灯泡并联在220V电路上和串联后接入220V电路上,观察灯泡发光情况,并接在220V电路上时,两个灯的电压都是额定电压,电功率均为额定功率,100W的灯比30W的灯亮很多,串联后接在220V电路上,观察到的现象是两个灯都不如并联时亮,且30W灯比100W灯亮,由此可知:①两个灯的电功率都不是

4、额定功率,都小于额定功率,应称为实际消耗功率,②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大,应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。  三、焦耳定律  1.定义:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比  即:Q=I2Rt  单位:Q:焦耳JI:安培AR:欧姆(t秒s  2.纯电阻电路电路中只含有纯电阻元件,电动W=UIt=Q  ∵U=IR∴Q=I2Rt=,注意:此关系只适用纯电阻电路。  电流通过纯电阻电路做功,把电能转化为内能,而产生热量,电功又称为电热。  3.含有电动机的电路,不是纯电阻电路。电

5、功W=UIt  电流通过电动机做功,把电能一部分转化为内能,绝大部分转化为机械能。  电动机线圈有电阻R,电流通过而产生热,Q=I2Rt不等于UIt,而只是UIt的一部分。原因是对于非纯电阻U≠IR且U>IR。转化为机械能部分:UIt-I2Rt=转化的机械能即电动机输出的机械能。  实际需要更多的是:发热功率:I2R转化为机械能功率UI-I2R,目前是我们计算电动输出机械功率的唯一方法。  4.含有电解液的电路:电流做功把电能转化为化学能  电流做功可把电能转化为内能、机械能、化学能等,只有把电能转化为内能的电功叫电热,转

6、化其它形式能均不能称为电热。【课余思考】  1.写出在纯电阻电路中计算电功、电功率的公式。写出发热功率公式。  2.焦耳定律计算的Q,就是电功对吗?为什么?  3.电动机输出的机械功、机械功率如何计算?【解题点要】  例一.一条电阻丝加上电压U后,经ts后放出热量为Q,若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起,再加上电压U,需经多长时间放出热量仍为Q?  解:电阻丝是纯电阻,计算热量三个公式都适用,结合题目给定的条件,电压不变,使用,Q=,计算方便。  设电阻丝电阻为R,Q=,截成等三段,每段电阻为R,并联后电阻为,则Q=。

7、  例二.用6600V和用220V两种电压输电,若输送功率相同,输电线的长短,粗细和电阻率都相同,用低压输电与用高压输电,在输电线上损失的功率之比是()  A1:900B900:1C1:30D30:1  解:输电线是纯电阻,在输电线上损失的功率是发热功率,P损=I2R  输送电流强度由输送功率和输送电压决定,设输送功率为P,高压输电时电流为I高=P/6600,低压输电时电流为I低=P/220,由于输送电线长短,粗细和电阻率都相同,它们输电阻相同,都为R,则    应选B  解答本题时必须注意输送电流I,输送电压U应是输电线

8、上电压与用电器上电压之和,故此输送电流的正确计算成为解答此种类型题的关键之一。  例三.A、B、C三个电阻的U-I图象如图1所示,若三个电阻加相同电压,则的功率最大,若三个电阻通过相同的电流强度,则的功率最大。  解:第一空的解答:对于纯电阻,,可在电压一定的情况下,电功率跟电阻成反比,电阻最小的电功率

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