第3节焦耳定律.ppt

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1、第3节焦耳定律第三章恒定电流请大家举例利用电能的例子，并说明这些电能如何转化为其他形式的能量？电动机把电能转化为机械能；电热器把电能转化为内能．一、电能如图,某段电路两端的电压为U，通过电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量q.则电场力对自由电荷做功即：1．电功：电场力对自由电荷所做的功（电流所做的功）单位：焦（J），常用单位：千瓦时（kW·h）.1kW·h＝3.6×106JW=UIt电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程；电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。2．电功率：单位

2、时间内电流所做的功物理意义：表示电流做功的快慢．单位：瓦（W），常用单位：千瓦（kW）．1kW＝103W当U实=U额时，P实=P额二、焦耳定律Q=I2Rt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：只含有电阻的电路，如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．非纯电阻电路：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等．纯电阻电路:电能E→内能QQ=I2RtW=UIt=U=IRM非纯电阻电路:电能E→内能Q+E其他W=UItI2Rt+E其他U>IR

3、=电功=电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率：P=P热=UI=I2R=U2/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R例1.如图，一台直流电动机所加电压为110V,通过的电流为5A.该电动机在10s内把一个质量为50kg的物体匀速提高了9m,(不计摩擦)求:(1)电动机的电功率(2)电动机线圈的电阻A110VAm根据焦耳定律Q=I2Rt，得解：（1）电动机的电功率P=UI=110×5W=550W.（2）物体增加的机械能E=mgh=50×10×9J=4500

4、J电动机产生的热量Q=W-E=Pt-E=(550×10-4500)J=1000JR=                     Ω=4Ω.一台电风扇的额定功率是60W，内阻为2Ω，当它接在220V的电压下正常运转时，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？解：(1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P=UI所以由能量守恒定律得W=Q+E，Pt=I2Rt+E所

5、以E=Pt-I2Rt=59.85J(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，由欧姆定律得：U=I'R所以实际消耗的电功率P'=由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电动机将被烧坏例2．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（）A．PB．U2/rC．P2r/U2D．P-P2r/U2解析：非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI，热功率只能用P热=I2R所以，正确选项为（C）例3.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）解析：

6、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）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）．只有在纯电阻用电器的前提下，才可由改写电功率的表达式．所以，正确选项为C、D．I额=P额/U额=1000/220A≈4.5A例4：规格为“220V，1000W”的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流2.电炉的电阻2.电炉的电阻：R=U额2/P额=2202/1000Ω解：1.由P=UI知，电炉正常工作时：=48.4Ω三、身边的电热１、利用电热2、防止电热阅读课本P58“身边的电热”。小结：

7、１．电功３．电功率４．热功率２．焦耳热