学鲁科版选修31 3.3焦耳定律 课件（2）（21张）.ppt

3 3焦耳定律 詹姆斯 普雷斯科特 焦耳 1818年12月24日 1889年10月11日 英国物理学家 出生于曼彻斯特 由于他在热学 热力学和电方面的贡献 皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章 后人为了纪念他 把能量或功的单位命名为 焦耳 简称 焦 并用焦耳姓氏的第一个字母 j 来标记热量 1 用电器在工作时涉及的能量转化情况 2 电流所做的功与电功率的公式的推导过程以及公式的使用 3 焦耳定律的表述及其公式推导过程 此公式的使用注意事项 4 纯电阻电路与非纯电阻电路的差别 这两种电路的电功和电热以及电功率和热功率有什么关系 学习 讨论 交流 w qu q it w uit 一 电功和电功率 单位 焦耳 j 千瓦时 kwh 1kwh 3 6 106j 电场力对自由电荷做功使得电荷做定向移动 w qu 而电荷的定向移动形成电流 i q t 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 思考 电路中如有白炽灯 电炉 电解槽 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 1 用电器在工作时涉及的能量转化情况 2 电流所做的功与电功率的公式的推导过程以及公式的使用 3 焦耳定律的表述及其公式推导过程 此公式的使用注意事项 4 纯电阻电路与非纯电阻电路的差别 这两种电路的电功和电热以及电功率和热功率有什么关系 学习 讨论 交流 探讨几个用电器的能量转化情况 a 电流流过电炉b 电流流过电解槽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 二 电热和热电功率 即 电能全部转化为热能 电功等于电热 在纯电阻电路中 白炽灯热得快 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 电能全部转化为热能 电功等于电热 在纯电阻电路中 白炽灯热得快 即 结论 在非纯电阻电路中 如电动机 日光灯 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 w q u ir 欧姆定姆不适用 应该是w e机 q 1 用电器在工作时涉及的能量转化情况 2 电流所做的功与电功率的公式的推导过程以及公式的使用 3 焦耳定律的表述及其公式推导过程 此公式的使用注意事项 4 纯电阻电路与非纯电阻电路的差别 这两种电路的电功和电热以及电功率和热功率有什么关系 学习 讨论 交流 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 电解槽 给蓄电池充电 日光灯等 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 课堂小结 一 纯电阻电路与非纯电阻电路的区别 二 电功和电热及电热和热功率间的关系 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 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定 为1 当加在它两端的电压为2 0v时 电流为0 8a 且恰能正常工作 1 求它的额定输入功率多大 2 工作时由导线发热损失的功率多大 3 它的最大输出功率多大 课堂练习3 解析 电动机正常工作时是非纯电阻电路 计算只能根据定义式 1 额定输入功率p额 ui 2 0 8w 1 6w 2 电动机发热功率p热 i2r 0 8 2 1w 0 64w 3 根据能的转化与守恒 电动机的最大输出功率p出 p额 p热 0 96w 答案 1 1 6w 2 0 64w