物理焦耳定律鲁科版选修公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第第3节节 焦耳定律焦耳定律第三章第三章 恒定电流恒定电流第1页第1页 请大家举例利请大家举例利用电能例子，并用电能例子，并阐明这些电能如阐明这些电能如何转化为其它形何转化为其它形式能量？式能量？第2页第2页萤光灯萤光灯：转化为转化为电能光能第3页第3页电饭煲电饭煲：转化为转化为电能内能第4页第4页电风扇：转化为 电能机械能第5页第5页蓄电池充电蓄电池充电：转化为转化为 电能电能化学能化学能第6页第6页1、电饭煲是将、电饭煲是将电能电能转化为转化为内能内能2、萤光灯是将萤光灯是将电能电能转化为转化为光能光能3、电风扇是将电风扇是将电能电能转化为转化为机械能机械能4、蓄电池充电是将、蓄电池充电是将电能电能转化为转化为化学能化学能v从以上分析能够得出：从以上分析能够得出：v这些用电器都消耗了电能这些用电器都消耗了电能,其过程事实上就是其过程事实上就是将将 转化为转化为 过程。过程。电能其它形式能量 第7页第7页1.电能v小试验（小试验（P58迷你试验室）迷你试验室）第8页第8页v小风车转了起来，这是由于电能电能转化为内能、内能、光能光能，部分内能部分内能再转化为小风车机械能机械能。电能转化为其它形式能过程就是电流做功过程。消耗了多少电能，电流就做了多少功。v从微观上看，当接通电路时，电路内就建立起了电场，自由电荷在电场力作用下定向运动而形成电流，这时电场力对自由电荷做了功，这就是我们常说电功电功。第9页第9页v1关于电功说法中错误是()vA导体内电场力移送电荷所做功叫做电功vB电流做功过程，就是电能转化为其它形式能过程vC电流做功消耗能量，由电源供应vD电功就是电能D解析：依据电功定义及特点，能够判断A、B、C均正确，电功是电能转化为其它形式能量度，功和能是不同概念，D错，故选D.第10页第10页一、电能如图一段电路两端电压为如图一段电路两端电压为U，通过电流为通过电流为I，在时间在时间t内通过这段电路任一横截电荷内通过这段电路任一横截电荷量量则则电场力做功即：电场力做功即：第11页第11页1电功：在一段电路中电场力所做功，也就是电功：在一段电路中电场力所做功，也就是通常所说电流所做功，简称为电功通常所说电流所做功，简称为电功电流在一段电路上所做功等于这段电路两电流在一段电路上所做功等于这段电路两端电压端电压U、电路中电流电路中电流I 和通电时间和通电时间t 三者乘三者乘积积在国际单位制中电功单位是焦（在国际单位制中电功单位是焦（J J），），惯惯用单位有千瓦时（用单位有千瓦时（kWhkWh）.1kWh3.6106JW=UIt第12页第12页2电功率：单位时间内电流所做功电功率：单位时间内电流所做功（）一段电路上电功率（）一段电路上电功率P等于这段电路两端等于这段电路两端电压电压U和电路中电流和电路中电流I乘积乘积（）电功率表示电流做功快慢（）电功率表示电流做功快慢（）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（W），），惯惯用单位尚有毫瓦（用单位尚有毫瓦（mW），），千瓦（千瓦（kW）兆瓦兆瓦(MW)1kW103W106mW=10-3MW第13页第13页额额定定功功率率和和实实际际功功率率：用用电电器器铭铭牌牌上上所所标标称称功功率率是是额额定定功功率率，用用电电器器在在实实际际电电压压下下工工作功率是作功率是实际功率实际功率用用电电器器只只有有在在额额定定电电压压下下工工作作实实际际功功率率才才等等于额定功率于额定功率几种常见家用电器额定功率几种常见家用电器额定功率用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）12015030080010015080012002560vvP 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。第14页第14页焦耳简介詹姆斯普雷斯科特焦耳（JamesPrescottJoule；1812月24日1889年10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特近郊沙弗特（Salford）。由于他在热学、热力学和电方面奉献，皇家学会授予他最高荣誉科普利奖章（CopleyMedal）。后人为了纪念他，把能量或功单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏第一个字母“J”来标识热量。第15页第15页二、焦耳定律（试验定律）二、焦耳定律（试验定律）1 1、内容：电流通过导体产生热量跟、内容：电流通过导体产生热量跟、内容：电流通过导体产生热量跟、内容：电流通过导体产生热量跟电流二次方成正比，跟导体电阻成正电流二次方成正比，跟导体电阻成正电流二次方成正比，跟导体电阻成正电流二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比比，跟通电时间成正比比，跟通电时间成正比比，跟通电时间成正比2、定义式：、定义式：QI2Rt3、适合用于一切电路适合用于一切电路（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热计（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热计算。算。第16页第16页焦耳定律适合用于纯电阻电路，也适合用于非纯电阻电焦耳定律适合用于纯电阻电路，也适合用于非纯电阻电路路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有电阻电路、如电炉、电烙只含有电阻电路、如电炉、电烙铁等电热器件构成电路，白炽灯及转子被卡住电动铁等电热器件构成电路，白炽灯及转子被卡住电动机也是纯电阻器件机也是纯电阻器件非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应电路电解槽在发生化学反应电路第17页第17页2.焦耳定律v在只含电阻纯电阻电路中 ，由可推得：第18页第18页v2其它其它v22非纯电阻电路非纯电阻电路纯电阻电路纯电阻电路第19页第19页探究试验：探究试验：给你玩具电风扇给你玩具电风扇1台、干电池台、干电池2节、电压表和电流节、电压表和电流表各表各1只、导线若干。只、导线若干。请你设法测出电风扇直流电阻，以及电风扇工请你设法测出电风扇直流电阻，以及电风扇工作时总功率作时总功率(电功率）和输出机械功率。电功率）和输出机械功率。第20页第20页运运行情况行情况物理物理量量 电电 压压 U（V）电电 流流 I（A）电电 阻阻 R（）总功率总功率电功率电功率（UI）（W）热功率热功率 I2R（W）机械功率机械功率 UI I2R （W）转动转动3 0.08 0.240.192 0.048卡卡 住住 30.130 0.3 0.3 030第21页第21页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+其它形式能其它形式能WW-QQUIt I2RtIU/R阐明：欧姆阐明：欧姆定律不适合定律不适合用于非纯电用于非纯电阻电路！阻电路！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所所有有电能电能!指转化为指转化为内能那部内能那部分电能分电能!第22页第22页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+其它形式能其它形式能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功 =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不小于不小于电电热热第23页第23页热功率：单位时间内导体发热功率叫做热热功率：单位时间内导体发热功率叫做热功率功率热功率等于通电导体中电流热功率等于通电导体中电流I 二次方与导二次方与导体电阻体电阻R 乘积乘积 第24页第24页3电功率与热功率电功率与热功率（1）区区别别：功功率率是是指指某某段段电电路路所所有有电电功功率率，或或这这段段电电路路上上消消耗耗所所有有电电功功率率，决决定定于于这这段段电电路路两端电压和通过电流强度乘积；两端电压和通过电流强度乘积；热热功功率率是是指指在在这这段段电电路路上上因因发发热热而而消消耗耗功功率率决决定定于于通通过过这这段段电电路路电电流流强强度度平平方方和和这这段段电电路路电阻乘积电阻乘积 （2）联联系系：对对纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率；非非纯纯电电阻阻电电路路，电电功功率率等等于于热热功功率率与与转转化化为为除除热能外其它形式功率之和热能外其它形式功率之和第25页第25页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、电解槽电路，欧姆、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽电路，欧姆、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽电路，欧姆、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽电路，欧姆定律不再合用定律不再合用定律不再合用定律不再合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 Q QI I2 2RtUItRtUIt第26页第26页例例2、加在某台电动机上电压是U，电动机消耗电功率为P，电动机线圈电阻为r，则电动机线圈上消耗热功率为（）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 RC第27页第27页例例3、某一用直流电动机提升重物装置如图、某一用直流电动机提升重物装置如图所表示重物质量所表示重物质量m50kg，电源电动势，电源电动势110V不计内阻及各处摩擦，当电动机不计内阻及各处摩擦，当电动机以以v0.90ms恒定速度向上提升重物时，恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度电路中电流强度I5A，由此可知电动机线，由此可知电动机线圈电阻圈电阻R。答案：答案：4第28页第28页典型例题典型例题v例例4 4、把标有、把标有“220V100W”220V100W”灯泡接到灯泡接到220V220V电路电路中，通过灯丝电流中，通过灯丝电流I I和实际功率各有多大？若和实际功率各有多大？若接到接到110V110V电路中结果又如何？（假定灯丝电电路中结果又如何？（假定灯丝电阻不变。）阻不变。）解解：灯泡电阻：灯泡电阻R=U2/P=2202/100=484（1）灯泡接）灯泡接220V时，通过灯丝电流时，通过灯丝电流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，通过灯丝电流时，通过灯丝电流I/=U/R=110/484A=0.23A实际功率实际功率P/=U/I/=110110/484W=25W第29页第29页I额额=P额额/U额额=1000/220A4.5A例例5：规格为：规格为“220V，1000W”电炉，求：电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝电流电炉正常工作时，通过电阻丝电流2.电炉电阻电炉电阻2.电炉电阻：电炉电阻：R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时：=48.4第30页第30页例例6：对计算任何用电器电功率都合用公对计算任何用电器电功率都合用公式是（式是（）第31页第31页解析：电功率计算普通公式为电功率计算普通公式为用电器有是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）用电器有是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）有是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）只有是在纯电阻用电器前提下，才可由只有是在纯电阻用电器前提下，才可由改写电功率表示式改写电功率表示式因此，正确选项为因此，正确选项为C、D第32页第32页v例例7、有一个直流电动机，把它接入、有一个直流电动机，把它接入0.2V电压电电压电路时，电动机不转，测得流过电动机电流是路时，电动机不转，测得流过电动机电流是0.4A，若把它接入，若把它接入2V电压电路中，电动机正常电压电路中，电动机正常工作，工作电流是工作，工作电流是1A。求：。求：v（1）电动机正常工作时输出功率。）电动机正常工作时输出功率。v（2）如在正常工作时，转子忽然被卡住，此时）如在正常工作时，转子忽然被卡住，此时电动机发热功率多大？（提醒：电动机在电路电动机发热功率多大？（提醒：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）中转子不转动时为纯电阻用电器）n答案：答案：1.5W，8W第33页第33页例例8、如图所表示电路中，电源电动势、如图所表示电路中，电源电动势6V，内阻，内阻r1，M为始终流玩具电动机，其为始终流玩具电动机，其电枢电阻电枢电阻R1=2，限流电阻，限流电阻R2=3，电压表，电压表示数为示数为3.6V，求玩具电动机得到电功率和，求玩具电动机得到电功率和转化为机械能功率转化为机械能功率答案：答案：2.16W，1.44W第34页第34页三三 身边电热身边电热v、请大家举例身边电热。v、阅读书本“身边电热”。第35页第35页3.身边电热第36页第36页小结：小结：电功电功电功率电功率热功率热功率焦耳热焦耳热第37页第37页