高二物理 焦耳定律课件选修3.pptVIP

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 22