物理-焦耳定律.ppt

5,焦耳定律,1.,理解电功的概念，知道电功是指电场力（或电流）对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算,.,2.,理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算,.,3.,知道电功率和热功率的区别和联系,.,“,当骑电动车上八达岭”时电瓶为什么会容易毁坏,?,电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能,.,电能转化为其他形式的能的过程就是电流做功的过程,.,一、电功,1.,定义：电场力,(,或电流,),所做的功,.,电功是电能转化为其他形式的能的量度,.,功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能,.,电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功,.,电场力,对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能,增加,.,电场力做功：,W=qU,一段电路两端的电压为,U,，,通过的电流为,I,，,则在时间,t,内通过这段电路任一横截,面,的电荷量,q=It,W=UIt,电荷量,：,q=It,电流在一段电路,中,所做的功,W,等于这段电路中的电流,I,、这段,电路两端的电压,U,、,通电时间,t,三者的乘积,.,3.,单位,：,焦,(J),、,千瓦时,(kW,h).,1kWh3.610,6,J,W=UIt,2.,公式,:,电功普适公式,1.,定义：,单位时间内电流所做的功,.,表示电流做功的快慢,电流在,一段电路,上做功,的功率,P,等于,这段电路上的,电流,I,与,这段电路两端的电压,U,的乘积,3.,单位：瓦,(W),、,千瓦,(kW),1 kW10,3,W,二、电功率,P=,W,/,t,=IU,2.,公式,:,电功,率,普适公式,几种常见家用电器的额定功率,4.,额定功率和实际功率,额定功率,:,用电器在,额定电压,下工作的功率,.,实际功率,:,用电器在,实际电压,下工作的功率,.,用电器,29寸彩电,电熨斗,电冰箱,微波炉,台灯,额定电压（,V）,220,220,220,220,220,额定功率（,W）,100,150,300800,100150,8001200,4060,5.,输入功率和输出功率,输入功率,:,用电器输入端的电压与输入电流之积,.,输出功率,:,用电器输出端的电压与输出电流之积,.,电流的热效应,在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在,金属导体中,，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，,将电能,全部,转化为内能,三、电热,1.,定义,:,电流通过导体产生的热量,.,电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢,?,2.,公式,:,(1),推导：,电能全,部,转化为内能,：,Q=W=IUt,欧姆定律：,U=IR,Q=I,2,R t,(2),实验,:,焦耳定律探究,热量与电流,焦耳定律的学习,Q=I,2,R t,3.,公式,:,电热普适公式,焦耳定律：,电,流通过导体产生的,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,非纯电阻电路,纯电阻电路：,只含有,电,热元件（,如白炽灯,、,电炉,、,电烙铁及转子被卡住的电动机,）,的电路,.,非纯电阻电路：电路中含有,正,在转动,的,电动机或,正,在发生化学反应的电解槽,的,电路,4.,单位,：,焦,(J),、,千瓦时,(kW,h).,焦耳定律,说明：,转子被卡住的电动机也是纯电阻器件，满足欧姆定律,.,1.,定义,:,单位时间内的发热,量,.,四、热功率,P=,Q,/,t,=I,2,R,2.,公式,:,3.,单位：瓦,(W),、,千瓦,(kW),热功,率,普适公式,热功率,P,等于通电导体中电流,I,的二次方与导体电阻,R,的,乘积,纯电阻电路,:,电能,内能,Q,I,2,Rt,W,IUt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路,:,电能,内能,+,其,他,形式的能,W,W,其,Q,IUt,I,2,Rt,I,U/R,指某段电路在某段时间内消耗的全部电能,!,R,欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,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,他,形式的能,Q,I,2,Rt,W,IUt,=,I=U/R,电功,=,电热,:,W,=,IUt,=,=,I,2,Rt,U,2,t/R,电功率,=,热功率,：,P,=,I,U,=U,2,/R =,I,2,R,=,P,热,W,W,其,Q,IUt,I,2,Rt,I,U/R,电功：,W=IUt,电热：,Q=I,2,Rt,电功率：,P=IU,热功率：,P,热,=I,2,R,R,M,=Q,CD,1.,计算任何用电器的电功率都适用的公式是,(,),R,1,R,2,R,3,在串联电路中，功率跟电阻成正比.,A,2,.,如,图所示的电路中，三电阻串联，其阻值,R,1,=2,，,R,2,=3,，,R,3,=6,，电路总电压为,U,，各电阻消耗的功率分,别为,P,1,.,P,2,.,P,3,，则,P,1,P,2,P,3,等于,(),A.2,3,6,B.6,3,2,C.1,2,3,D.3,2,1,3,.,如,图所示的电路中，三电阻,并,联，其阻值,R,1,=2,，,R,2,=3,，,R,3,=6,，电路总电压为,U,，各电阻消耗的功率,分别为,P,1,.,P,2,.,P,3,，则,P,1,P,2,P,3,等于,(),A.2,3,6,B.6,3,2,C.1,2,3,D.3,2,1,在并联电路中，功率跟电阻成反比.,D,R,2,4.,如图，已知,R,1,=6,，,R,2,=3,，,R,3,=4,，则接入电路后这,三只电阻的实际功率之比为,_.,126,B,A B C D,5,.如图所示，两只灯泡,L,1,、,L,2,分别标有,“,110 V,，,60 W,”,和,“,110 V,，,100 W,”,字样，另外有一只滑动变阻器,R,，将它们,连接后接入,220 V,的电路中，要求两灯泡都正常发光，并,使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路,（）,L,2,L,1,L,2,L,1,L,1,L,1,L,2,L,2,6.,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,P,B,U,2,/r,C,P,2,r/U,2,D,P-P,2,r/U,2,C,7.,一个电动机，线圈电阻是,0.4,，当它两端所加的电压为,220 V,时，通过的电流是,5 A.,这台电动机每分钟所做的机械功有多少,?,解法一,:,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,I,2,R,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,I,2,R,根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为,:,W,P,机,t=(IU,一,I,2,R)t=(5,220-5,2,0.4),60 J6.5,10,4,J,解法二,:,根,据能量守恒定律得,:,IUt=I,2,Rt+W,故,电动机每分钟所做的机械功为,:,W=(IU-I,2,R)t=(5,220-5,2,0.4),60 J,6.5,10,4,J,1.,电功,W,定义：公式：,W=IUt,单位：,J,、,kW,h 1kW,h=3.6,10,6,J,2.,电功率,P,定义：公式：,P=W/t=IU,单位：,W,、,kW,对纯电阻电路,:,电功,=,电热,电功率,=,热功率,对非纯电阻电路,:,电功,电热,电功率,热功率,3.,电热,Q,定义：公式：,Q=I,2,Rt,单位：,J,焦耳定律：电流通过导体产生的热量,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,4.,热功率,P,热,定义：公式：,P,热,=Q/t=I,2,R,单位：,W,、,kW,生活不相信眼泪，惟有不停地奋斗，才能不断地完美,.,