高中物理选修3-1-焦耳定律(课堂PPT).ppt

选修 3-1,恒定电流,南京化学工业园区史献计工作室制作,5,焦耳定律,上节回放,外接法,内接法,误差来源,测量结果,选择依据,伏特表的分流,R,测,R,真,R,R,V,R,R,A,R R,临,限流式,分压式,优点,电路,选择依据,简便，功率小,R,x,R,f,电功和电功率,1,电功,（1）定义：,导体中的恒定电场对自由电,荷的静电力做所做的功，也,叫做电流所做的功。,电场力对自由电荷做正功,电势能 _,减少,电能转化为其他形式的能量,（2）电功定义：,电场力做功：,W=_,qU,电荷量：,q=,_,I t,所以,W,=,IUt,（3）电功单位：,焦耳（J）,千瓦时（kW,h）,1kWh3.610,6,J,问题与练习,例1、一根电阻丝在通过 2C 的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压,U,和该电阻丝在这段时间内消耗的电能,E,分别为（）,A,U,4V B,U,=8V,C,E,16J D,E,=32J,BD,2,电功率,（1）定义：,单位时间内电流所做的功,（2）表达式：,P,=,W,t,=,IU,（3）单位：,瓦特（W）,（4）电功率的测量：,伏安法,（5）几个名词：,额定功率,用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）,用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）,实际电压,用电器实际工作时的电压,实际功率,用电器在实际电压下的功率,实际功率与额定功率的关系,实际电压,大于,等于,小于,额定电压,实际功率,大于,等于,小于,额定功率,影响寿命,正常工作,不能正常工作,额定电压,3,电功与电功率的比较,电功,电功率,概念,意义,公式,单位,测量,联系,电流在单位时间内所做的功,电流做功多少,电流做功快慢,W,=,UIt,P=UI,焦耳 千瓦时,瓦特 千瓦,用电能表直接测量,用伏安法间接测量,电流所做的功,W=P t,问题与练习,例,2,下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值,R,1,=2，,R,=3，,R,=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,R,1,R,2,R,3,A,例3 把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总功率分别为,P,1,、,P,2,，两个变阻器,R,1,、,R,2,消耗的电功率分别为,P,1,、,P,2,，则可以判定 (),A.,P,1,2,P,2,B.,P,1,P,2,C.,P,1,2,P,2,D.,P,1,2,P,2,AD,例4 已知,R,1,、,R,2,都标有“4W 100”,字样，而,R,3,标有“1W 100”字,样按图中所示的电路连接，则,A,、,B,间允许消耗的最大电功率为,_ W,1.5,例5 如图网络式电路，每个电阻均为,R,=100。求：,(1),C,、,D,间接入多大电阻，可使,A,、,B,间的总电阻与“格子”数目无关？,(2)若该电路接上 220V的恒定电源，,则电源输出功率为多少？,R,R,B,R,R,R,R,R,R,R,R,R,C,D,A,=73.2,(1),r,CD,=(,-1),R,3,(2)834W,焦耳定律,1,电热,（1）定义：,电流通过导体产生的热量,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,（2）影响电热的因素：,通电电流强度,I,通电导体的电阻,R,通电时间,t,（3）实验探究：,（4）理论探究：,电能,全部,转化为内能：,Q,=,_=_,W,IUt,欧姆定律：,U,=,IR,Q,=,I,2,Rt,（5）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,2,电热功率,（1）定义:,单位时间内的发热量.,（2）公式:,=,I,2,R,P,=,Q,t,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,（3）,单位：瓦(,W),千瓦(,kW),2,电功（率）与电热（功率）比较,M,R,纯电阻电路,非纯电阻电路,电能,内能,Q,W,=,IUt,I,2,Rt,电能,内能,+,机械,能,Q+E,其它,W,=,IUt,I,2,Rt,+,E,其它,问题与练习,例6,某一电动机，当电压,U,1,=10V时带,不动负载，因此不转动，这时电,流为,I,1,=2A。当电压为,U,2,=36V时,能带动负载正常运转，这时电流,为,I,2,=1A。求这时电动机的机械功,率是多大？,机械功率,P,=31W,例7 微型吸尘器的直流电动机内阻一,定，当加上0.3V的电压时，通过,的电流为0.3A，此时电动机不转，,当加在电动机两端的电压为2.0V,时，电流为0.8A，这时电动机正,常工作，则吸尘器的效率为多少？,=60,例8 某一用直流电动机提升重物的装,置如图所示重物的质量,m,=,50kg，电源电动势,110V不,计内阻及各处的摩擦，当电动机,以,v,=0.90m/s的恒定速度向上提,升重物时，电路中的电流强度,I,=,5A，由此可知电动机线圈的电阻,R,=,。,4,例 9 使用功率为 2kW 的加热装置把,2 kg 的水从 20,0,C加热到100,0,C，,用了 10 min。已知水的比热容,C,=4.210,3,J/(kg,0,C)，这个装置的,效率是多大？,V,例10 用下列器材测量小电动机输出功率：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关和导线等。,（1）在图中画出你,设计的电路图。已知,电动机内阻与电流表,内阻相同，滑动变阻,器限流作用不大。,M,A,（2）若闭合开关后，调节滑动变阻器，电动机未转，电压表、电流表读数分别为,U,1,、,I,1,；又调节滑动变阻器，电动机转动后，电压表、电流表读数分别为,U,2,、,I,2,；此时电动机输出功率为多少？,P,=,I,2,U,2,-,I,1,I,2,2,U,1,