高中物理 3.3 焦耳定律课件 鲁科版选修31.ppt

第3节焦耳定律 第3章恒定电流 学习目标1 知道电功的概念 掌握电功和电功率的计算 2 知道焦耳定律 会根据焦耳定律计算用电器产生的电热 3 知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别 会结合实际问题区分电功和电热 第3章恒定电流 一 电能1 电功 1 定义 当接通电路时 电路内就建立起了电场 自由电荷在电场力的作用下定向运动而形成电流 这时电场力对自由电荷做了功 就是我们常说的电功 2 计算公式 w qu 3 单位 国际单位制中单位是 常用单位有 千瓦时通常叫 1kw h j uit 焦耳 千瓦时 度 3 6 106 2 电功率 1 定义 内电流所做的功就叫做电功率 2 公式 p 3 单位 符号 4 物理意义 描述电流 的物理量 单位时间 ui 瓦特 w 做功快慢 二 焦耳定律1 内容 电流通过导体产生的热量跟 的二次方成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 2 公式 q 3 单位 电流 电阻 通电时间 i2rt 焦耳 三 身边的电热1 电流热效应的应用如电热水器 电饭锅 电刻笔 电焊等都是利用 工作的 2 电流热效应的危害 1 插头和插座之间接触不良会迸出火花 2 在输电线路中由于电热 降低了电流的输送效率 3 电线中由于电流过大或散热不好会烧坏电线的绝缘层 引起漏电 触电 电流热效应 1 对电功的理解 1 从力的角度看 电流做功的实质是电场力对自由电荷做功 2 从能的角度看 电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程 电功的大小量度了电能的减少量 标志着电能转化为其他形式的能的多少 3 电功w uit qu对任何电路都适用 电功和电功率的理解 一根电阻丝在通过2c的电荷量时电流所做的功为8j 若在相同的时间内通过4c的电荷量 求 1 电阻丝上的电流所做的功 2 电流做功的功率是原来的几倍 答案 1 32j 2 4倍 2 热功率热功率等于单位时间内导体发热的多少 p热 i2r 焦耳定律的理解及应用 3 两种电路的比较 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器 电流做功转化为内能和其他形式的能量 电功w uit 电热q i2rt w q w其他 电阻 电炉丝 白炽灯 电动机 电解槽 一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同 都通过相同的电流 在相同的时间内 a 电炉放热和电动机放热相等b 电炉两端电压大于电动机两端电压c 电炉两端电压等于电动机两端电压d 电动机消耗的功率等于电炉的电功率 思路探究 电动机与电炉中电流 电压 电阻三者的关系满足的规律一样吗 解析 由q热 i2rt知a正确 电炉为纯电阻电路 uit i2rt u ir 电动机为非纯电阻电路 u i t i 2rt u i r b c d均错误 故选a a 标有 220v40w 的日光灯 电扇 电烙铁都正常工作5min 它们产生的热量 a 一样多b 日光灯最多c 电扇最多d 电烙铁最多解析 日光灯 电扇 电烙铁三者的电功相同 但电扇和日光灯都是非纯电阻电路 电功大于电热 而电烙铁是纯电阻电路 电功等于电热 故选d d 2 电路分析 1 若电动机转动 则电能转化为机械能和内能 此时为非纯电阻电路 部分电路欧姆定律不再适用 2 若电动机不转 则没有电能转化为机械能 此时损失的电能全部转化为内能 这时的电路为纯电阻电路 3 电动机的等效处理如图所示 电动机是一种非纯电阻用电器 它把电能转化为机械能和热能 在电路计算中 常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻rd和无电阻的转动线圈d串联而成 电流通过rd时把电能转化为热能 而线圈d把电能转化为机械能 范例 有一直流电动机 把它接入2 0v电压的电路时 电机不转 测得流过电动机的电流是1 0a 若把电动机接入6 0v电压的电路时 电动机正常工作 工作电流也是1 0a 试求 1 电动机正常工作时的输出功率 2 如果在电动机正常工作时转子被突然卡住 电动机的发热功率是多少 答案 1 4w 2 18w 名师归纳 该题考查非纯电阻电路的电功和电热的计算 解题的关键是区分电动机转动和不转的情况 电动机不转动时电能全部转化为内能 此时欧姆定律