高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.5焦耳定律,1,当电动车遇到八达岭,没辙了！,为什么呢？,歇菜了！,烧掉了!,2,一、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：,3,1,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（kWh）.,1kWh3.610,6,J,4,2,电功率：单位时间内电流所做的功,（）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,（）电功率表示电流做功的快慢,（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）,1kW10,3,W10,6,mW=10,-3,MW,5,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）,220,220,220,220,220,额定功率（W）,150,300800,100150,8001200,4060,6,二、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,7,探讨几个用电器的能量转化情况,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,8,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,9,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,10,2,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,11,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,I,的二次方与导体电阻,R,的乘积,12,纯电阻电路,:,电能,内能,Q,I,2,Rt,W,UIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路:,电能,内能,+,其它形式的能,W,W,-,Q,Q,UIt,I,2,Rt,IU/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!,13,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,Q,I,2,Rt,W,UIt,=,I=U/R,电功=,电热,：,W,=,Q,=,UIt,=,I,2,Rt,=U,2,t/R,电功率,=,热功率,：,P,=,P,热,=,UI,=,I,2,R,=U,2,/R,M,W,W,-,Q,Q,UIt,I,2,Rt,IU/R,电功：,W=UIt,电热：,Q=I,2,Rt,电功率：,P=UI,热功率：,P,热,=I,2,R,14,你知道了吗?,“当电动车遇上八达岭”,为什么会容易烧掉吗?,15,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,=220,2,/1000,解：1.由,P=UI,知，电炉正常工作时：,=48.4,16,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,=I,2,R,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,P,B,U,2,/r,C C,P,2,r/U,2,D,P,-,P,2,r/U,2,17,例3.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（,）,18,解析：,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,19,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,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,IUI,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:,WP,机,t=(IU一I,2,R)t,=(5,220,-,5,2,0.4),60J=6.5,10,4,J,20,小结：,电功,电功率,热功率,焦耳热,21,小结：焦耳定律 QI,2,Rt,电功和电热：,1）纯电阻电路中（电路中只含有电阻）,WUItI,2,RtQ,P,电,UI P,热,QtI,2,R,2）非纯电阻电路中：,WUIt 大于I,2,RtQ；,P,电,UI 大于P,热,QtI,2,R,P,电,P,热,P,其它,22,2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，电流表的示数为0.8A,（1）求电动机正常工作时输出的机械功率,（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的热功率多大,（1），（2）4W（转子不动时的电动机电路是纯电阻电路）,23,