高二物理焦耳定律ppt.ppt

焦耳定律 电热 1 电功W定义 在一段电路中电场力所做的功 也就是通常说的电流所做的功 简称电功 公式 W UIt单位 J 2 电功率P定义 单位时间内电流所做的功叫做电功率公式 P W t UI单位 W kW kWh 1kWh 3 6 106J 电功和电功率 电热和热功率 3 焦耳定律内容 电流通过某导体 在时间t内产生的热量 跟电流的平方 导体的电阻和通电时间成正比 公式 Q I2Rt 公式 P热 Q t I2R单位 WkW 4 热功率 P热 导体在单位时间内发出的热量 纯电阻电路 电能 内能 QI2Rt WUIt 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 I2Rt I U 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 QI2Rt WUIt I U R 电功 电热 W Q UIt I2Rt U2t R 电功率 热功率 P P热 UI I2R U2 R M W W Q Q UIt I2Rt I U R 电功 W UIt 电热 Q I2Rt 电功率 P UI 热功率 P热 I2R 电功等于电热 电功大于电热 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 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 PB U2 rC P2r U2D P P2r U2 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 课堂训练 C 例 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P1 P2 两个变阻器R1 R2消耗的电功率分别为P1 P2 则可以判定 A P1 2P2 B P1 P2 C P1 2P2 D P1 2P2 例 已知R1 R2都标有 4W100 字样 而R3标有 1W100 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 例 已知如图 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 例 已知如图 两只灯泡L1 L2分别标有 110V 60W 和 110V 100W 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 例 某一电动机 当电压U1 10V时带不动负载 因此不转动 这时电流为I1 2A 当电压为U2 36V时能带动负载正常运转 这时电流为I2 1A 求这时电动机的机械功率是多大 机械功率P 31W 由这道例题可知 电动机在启动时电流较大 容易被烧坏 正常运转时电流反而较小 例 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 解析 当加0 3V电压时 电动机不转 说明电动机无机械能输出 它消耗的电能全部转化为热能 此时电动机也可视为纯电阻 则r U1 I1 1 当加2 0V电压 电流为0 8A时 电动机正常工作 有机械能输出 此时的电动机为非纯电阻用电器 消耗的电能等于转化机械能和热能之和 转化的热效率由P I22r 0 82 1 0 64W计算 总功率由P0 I2U2 0 8 2 0 1 6W计算 所以电动机的效率为 P P0 P 60 例 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 例 如图所示的电路中 电源电动势 6V 内阻r 1 M为一直流玩具电动机 其电枢电阻R1 2 限流电阻R2 3 电压表示数为3 6V 求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率 练习 如图所示 电阻R1 8 电动机绕组电阻R0 2 当电键K断开时 电阻R1消耗的电功率是2 88W 当电键闭合时 电阻R1消耗的电功率是2W 若电源的电动势为6V 求 电键闭合时 电动机输出的机械功率 练习 如图示 电阻R1 20 电动机的绕组R2 10 当电键打开时 电流表的示数是0 5A 当电键合上后 电动机转动起来 电路两端的电压不变 电流表的示数I和电路消耗的电功率应是 A I 1 5A B I 1 5A C P 15W D P 15W BD 练习 一台电动机 额定电压是100V 电阻是1 正常工作时 通过的电流为5A 则电动机因发热损失的功率为 电动机的输出功率为 A 500W B 25W C 200W D 475W B D 练习 有三个电阻 其阻值分别为10 20 30 现在它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压 问 1 在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少 2 对20 电阻来说 在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的 有哪些连接方式 获得最小功率的有哪些连接方式 只要求画电路图表示 练习2 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 R1是工作电阻 阻值60 锅中放好适量的米和水 插上电源 2