课件：高考物理焦耳定律.ppt

第二章 恒定电流,桃源三中 颜金安,2.5 焦耳定律,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能的过程就是电流做功的过程。,一、电功,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。,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能的量度.,电场力做功：W=qU,一、电功,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的电荷量： q=I t,2、公式:,电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流 I 、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(kWh).,1kWh3.6106J,一、电功,W=IUt,2、公式:,1、定义：电场力(或电流)所做的功.,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 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),1kW103W,二、电功率,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.,几种常见家用电器的额定功率,二、电功率,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.,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?,演 示 文 稿 1 2 3 后 等, /11177/天命神相最新章节 吐圵夻,三、电热,2、公式:,(1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt,欧姆定律：U=IR,(2)实验:,1、定义:电流通过导体产生的热量.,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：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）,非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路,Q=I2R t,2、公式:,三、电热,3、单位：焦(J) 千瓦时(kWh).,1、定义:单位时间内的发热量.,四、热功率,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),纯电阻电路:,电能 内能,Q I2Rt,W IUt,=,I=U/R,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W其,Q,IUt,I2Rt,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!,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 I2Rt,W IUt,=,I=U/R,电功 = 电热:,W=,IUt =,=I2Rt,U2t/R,电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热,W,W 其,Q,IUt, I2Rt,IU/R,电功：W= IUt,电热：Q=I2Rt,电功率：P = IU,热功率：P热=I2R,=Q,电功和电功率、电热和热功率,三、电热Q 定义: 电流通过导体产生的热量. 公式：Q=I2Rt 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 ,一、电功W 定义：电场力(或电流)所做的功. 公式：W=IUt 单位：J 1kWh=3.6106J,二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功 公式：P=W/t=IU 单位：W kW,四、热功率P热 定义：单位时间内的发热量 公式：P热=Q/t=I2R 单位：W kW,小结:,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,例1：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( ),解析：,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,例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ),例3、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 I2R 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IUI2R 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I2R)t =(5220-520.4) 60J =6.5104J,解:据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W 故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5220-520.4) 60 J =6.5104 J,例3、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?,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,小结:,电功和电功率、电热和热功率,电功、电功率的计算,1、用电器正常工作的条件：,用电器两端的实际电压等于其额定电压. 用电器中的实际电流等于其额定电流 用电器的实际电功率等于其额定功率,由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件. 灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程,2、用电器接入电路时：,纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变 用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.,1、一个电炉额定电压为220V，额定功率为800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率为多大?,200W,2、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1,在串联电路中，功率跟电阻成正比。,A,在并联电路中，功率跟电阻成反比。,3、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1,D,4、如图，已知R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。,126,5、在电阻上除了标明电阻值，还标明额定功率值，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会被烧坏。现有一个“100 4W”的电阻器，允许通过这个电阻器的最大电流为多大？允许加在这个电阻器两端的电压为多大？,0.2A;20V,6、有人用一个“100，4W”的电阻和一个“50，8W”的电阻串联，作为150电阻使用，则该 150电阻允许通过的最大电流为_；能承受的最大电压为_；额定功率为 。,0.2A;30V;6W,7、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”字样，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V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？,B,8、电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温,又不会把饭烧焦的家用电器.如图,它的电路由控制部分AB和工作部分BC组成.K1是限温开关,手动闭合,当温度达到1030C时自动断开,不能自动闭合.K2是自动开关,当温度超过800C时自动断开,温度低于700C时自动闭合.R2是限流电阻,阻值2140, R是工作电阻,阻值60.锅中放好适量的米和水,插上电源(220V,50Hz),手动闭合K1后,电饭锅就能自动煮好米饭并保温. (1)简述手动闭合K1后,电饭锅加热、保温过程的工作原理. (2)加热过程电饭锅消耗的电功 率P1是多大?K1,K2都断开时电 饭锅消耗的电功率P2是多大? (3)若插上电源后没有手动闭合 K1,能煮熟饭吗?为什么?,K1,K2,R,A,B,C,D,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=I2R 所以 正确的是 （C）,9、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( ) AP BU2/r C CP2r/U2 DP-P2r/U2,作业:,P55问题与练习:4、5,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用,主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等 公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满