最新5教案焦耳定律详解教学讲义PPT课件.ppt

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1、5教案焦耳定律详解它们把电能转化为什么能？这种电器叫纯电阻用电器热能导体通电时的发热现象叫电流的热效应。一、电功电场力（或电流）所做的功叫电功。描述力对电荷位移的累积效果。（1）定义式的变形式：W=qU=UIt（2）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。1kwh=3.6×106J自由电子在电场力的作用下在电路中会定向移动，电场力做功，电场力做的功常常说成是电流所做的功，简称电功。不同的用电器在相同电压作用下，电场力做功的快慢程度又不同，为了比较电场力做功的快慢，引入了电功率。电流通过导体是会发热，把它叫电热。那么，电功、电功率、电热三个物理量之间有何关系呢？下面在复习学过内容的基础

2、上，进一步来明确这些问题。电流通过导体产生的热量叫电热。热的产生不只是电。（1）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．Q=I2Rt（2）单位：焦耳（J）三、电热（4）焦耳定律的适用条件：焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。只要有电阻通电就成立。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。它们把电能转化为热能。非纯电阻电路：电路中有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应，或有电池在充电等。电能变为热和其它形式能。产生的热量用焦耳定律计算。根据能量守恒定律及

3、“功是能量转化的量度”可知：电流的热效应产生了电热，即电能转化为热能，则电流必做功。那么，电功与电热大小之间有何关系呢？（1）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=E电减=Q即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR，也即欧姆定律成立。此时还有：UIt=I2Rt=（U2/R）tMVU>IR四、电功与电热大小对比因电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机械能能等其它形式的能量。UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt，可见，U＞IR，即欧姆定律对这段非纯电阻电路不成立。U=IR（2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：W=E电减＞Q注意：1、公式W=UIt和P=UI是电功和电功率的一般表

4、达式，表示电流通过用电器做的总电功和总电功率。适用于任何用电路。W=I2Rt=U2t/R和P=I2R=U2/R，则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。2、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。电流通过一段电路做了多少功，电能就减少多少，其它形式能就增加多少。例1关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立

5、解析：W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B对，A、C、D错．答案：B电动机中的能量转化：通电时，电阻r把电能转化为热能，无阻线圈D把电能转化为机械能。能量守恒关系为E电=E机+Q，即UIt=P机t+I2Rt(2)电动机的输入功率：又叫电动机的总功率，由电动机线圈中的电流I和电机两端的电压U决定计算方法：P总＝UI（1）电动机是一种非纯电阻用电器电动机通电时，常把电动机内的有阻线圈等效于：线圈的电阻r和无电阻线圈D（理想线圈）串联而成。如图所示。五、电动机电路的输入功率、热功率、输出功率D(3)电动机的热功率：电动机线圈的电阻r

6、发热热功率P热＝I2r(4)电动机的输出功率：电动机做有用功的功率，是机械功率。如图所示，P出=P机=FV匀速时F=mg，P出=P机=mg·v(5)三个功率的关系输入功率P=IU热功率P热=I2r输出功率P出=P机=mg·vP＝P出+P热IU=mg·v+I2r思考:电动机的效率是？输入功率：输电线路两端的电压U与输入电流I之积。即P=IU输出功率：即用户获得的电功率，等于用户两端的电压U用与输出电流I之积，即P用=IU用三个功率关系：P=P用+P损耗即UI=U用I+I2R线其中P出=P用输电线路的等效电路图I思考：输电效率η=?线路损耗的功率：P损=I2R线六、输电线路中的输入功

7、率、输出功率、线路损耗功率小结：１．电功３．电功率４．热功率２．焦耳热利用专用公式解题还会错吗？BC解析：首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为热能；而在非纯电阻电路中，UI＞I2R，即消耗的电能只有部分转化为热能．答案：BC例2.“220V,66W”的电风扇，线圈的电阻为20Ω，(1)接上220V