四、电与热

探讨几个用电器的能量转化情况 a 电流流过电炉b 电流流过充电电池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 焦耳定律 一 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 回忆 在静电学中 电场力做功的特点是什么 表达式 1 特点 电场力做功与路径无关 只取决于初末位置的电势差 2 利用电势差求电功 WAB qUAB W qU q It W UIt 一 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 单位 焦耳 J 千瓦时 kWh 1kWh 3 6 106J 一 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 单位 焦耳 J 千瓦时 kWh 1kWh 3 6 106J 功能关系 表达式 W UIt 电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能 电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能 一 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 单位 焦耳 J 千瓦时 kWh 1kWh 3 6 106J 表达式 W UIt 物理意义 反映了有多少电能转化为其他形式的能也可以说 消耗了多少电能 思考 电路中如有白炽灯 电炉 电动机等元件 电功与这些元件的种类有关吗 结论 电功W 消耗了多少电能 只与元件两端的电压U 通过的电流I和通电时间t有关 与元件的种类无关 适用于一切电路做功 一 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 单位 焦耳 J 千瓦时 kWh 1kWh 3 6 106J 表达式 W UIt 物理意义 反映了有多少电能转化为其他形式的能也可以说 消耗了多少电能 适用于一切电路做功 2 电功率 单位时间内电流做的功叫电功率 P W t UI 单位 瓦 W 千瓦kW 表达式 适用于一切电路的电功率 物理意义 反映了电流做功的快慢 即 电能全部转化为热能 电功等于电热 在纯电阻电路中 二 电热和热功率 1 电热 电流通过导体产生的热量 2 热功率 单位时间内电流通过导体产生的热量 表达式 P热 I2R 白炽灯 电炉等 即 电能全部转化为热能 电功等于电热 在纯电阻电路中 白炽灯 电炉等 在非纯电阻电路中 如电动机 电能大部分转化为机械能 但不可避免的一小部分转化为热能 结论 W Q U IR 欧姆定律不适用 应该是W E机 Q 1 纯电阻用电器 电流通过用电器以发热为目的如电炉 电熨斗 电饭锅 电烙铁 白炽灯泡等 电能全部转化为热能 电功等于电热 2 非纯电阻用电器 电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的 发热不是目的 而是难以避免的热能损失 例如电动机 给蓄电池充电等 电能大部分转化为其它能 一小部分转化为热能 电功大于电热 例题 一台电动机 线圈电阻是0 4 当电动机两端加220V电压时 通过电动机的电流是50A 1 这台电动机每分钟所做的机械功有多少 效率为多少 2 某时电动机突然被卡住而停止转动 则此时的电动机消耗的功率为多少 课堂小结 课堂练习1 图中虚线框内是一个未知电路 测得它的两端点a b之间的电阻是R 在a b之间加上电压U 测得流过这电路的电流为I 则未知电路的电功率一定是 A I2RB U2 RC UID I2R UI C 课堂练习2 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 4VB U 8VC E 16JD E 32J 答案 BD 课堂练习3 为了使电