高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1.ppt

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1、2.5《焦耳定律》当电动车遇到八达岭……没辙了！为什么呢？歇菜了！烧掉了!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：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（kW·h）.1kW·h＝3.6×106J2．电功率：单位时间内电流所做的功（１）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．（２

2、）电功率表示电流做功的快慢．（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW３．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）～150300～800100～150800～120040～60二、电功率和热功率1．电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．．探讨几个用电器的能量转化

3、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。→电能转化为化学能和热能→电能转化为机械能和热能纯电阻电路：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．小试牛刀为什么呢？从能量转化的角度思考：卡住与正常运转有什么区别2．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．３．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

4、I的二次方与导体电阻R的乘积．纯电阻电路:电能→内能QI2RtWUIt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW-QQUItI2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!纯电阻电路:非纯电阻电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWUIt=I=U/R电功=电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率：P=P热=UI=I2R=U2/RMWW-QQUIt＞I2RtI＜U/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R你知道了吗?“当电动车遇上

5、八达岭”为什么会容易烧掉吗?I额=P额/U额=1000/220A≈4.5A例1：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所以正确的是（C）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/rCC．P2r/U2D．P-P2r/U2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）．只有是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．例4、一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:P电＝P热+P机由焦耳定律:电动机的热功率为:P热＝I2R消耗的电功率为:P电＝IU因此电动机所做机械功的功率:P机＝P电－P热＝IU－I2R根据功率与做功的关系

7、，电动机每分钟所做的机械功为:W＝P机t=(IU一I2R)t=(5×220-52×0.4)×60J=6.5×104J小结：１．电功３．电功率４．热功率２．焦耳热小结：焦耳定律Q＝I2Rt电功和电热：1）纯电阻电路中（电路中只含有电阻）W＝UIt＝I2Rt＝QP电＝UI＝P热＝Q／t＝I2R2）非纯电阻电路中：W＝UIt大于I2Rt＝Q；P电＝UI大于P热＝Q／t＝I2RP电＝P热＋P其它2．如图所示，直流电动机M的电枢电阻一定，当电源电压U=0.3V时电动机不转动，电流表的示数为0.3A．当U=2V时，电动机正常运转，电流表的