焦耳定律(公开课)ppt课件

.,焦耳定律,.,讨论几个用电器的能量转化情况，并发现相同点,.,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,相同的特点：电能转换为热能,能量转换情况：,.,一、电流的热效应：,导体中有电流通过时，导体要发热，这种现象叫电流的热效应,.,1.纯电阻电路：,2.非纯电阻电路：,电路中只有电阻元件，电流做功，电能全部转化为内能,电流做功，电路中电能转化为内能和其他形式的能量,二、两种电路：,如白炽电灯、电炉、电热毯、电热棒等,如电路中含用电动机、电解槽等,.,思考：,水流推动水轮机可以做功，电流通过用电器也会做功，那如何计算电流通过用电器所做的功呢？,.,三、电功：,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积,2.单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kWh）.,W=,W=qU,q=It,1kWh3.6106J,1.定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功,.,.,四、电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率,（）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积,（）物理意义：电功率表示电流做功的快慢,（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）,1kW103W106mW,.,4用电器的额定功率和实际功率,(1)额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。(2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率,.,例题1.有一个额定电压为220V的白炽灯，它在额定电压工作是的电流为0.5A，在白炽灯正常工作8小时的情况下，问：（1）白炽灯的功率是多少？（2）在工作8小时后，电流做功多少？（3）消耗了多少度电？,解：（1）P=UI=2200.5W=110W（2）W=UIt=2200.583.6103J=3.168106J（3）=0.88KWh,.,.,五、焦耳定律（实验定律）,1、内容：,六、热功率：,3、适用于一切电路（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。,电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积,2.电能全部转化为内能：Q=W=IUt欧姆定律：U=IR,Q=I2Rt,.,例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是(),.,例3、一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是()A、45JB、220JC、2700JD、9900J,C,.,例3：一根60的电阻丝接在36v的电源上，在5分钟内共产生多少热量？,解：,分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。,.,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,IU/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!,.,.,电功与电热,1、纯电阻电路：,WUItI2Rt,PUII2R,QI2RtUItW,2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用,电功WQ+E其它=UItI2Rt,电功率PUII2R,电热QI2RtUIt,.,例4、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1S消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（）AW=3800J，Q=200JBW=3800J，Q=3800JCW=72200J，Q=200JDW=72200J，Q=3800J,A,.,解:据能量守恒定律得:IUt=I2Rt+W故电动机每分钟所做的机械功为:W=(IU-I2R)t=(5220-520.4)60J=6.5104J,针对练习一、一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?,.,针对练习二：一电动机线圈的电阻为1，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法：,解法一：WIUt0.8A2V60s96J解法二：WI2Rt(0.8A)2160s38.4J你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由,(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？,.,解：(1)解法一对因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，而大部分转化为机械能解法二求出的是电动机工作时产生的电热，只占所消耗电能的一部分,(2)电动机工作1min消耗的电能为WIUt0.8A2V60s96J电动机工作1min产生的电热为,QI2Rt(0.8A)2160s38.4J电动机工作1min转化成的机械能为W机械WQ96J38.4J57.6J.,.,纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机（欧姆定律成立）,非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路（欧姆定律不成立）,.,对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率,电功和电功率、电热和热功率,.,电功与电热,1、纯电阻电路：,WUItI2Rt,PUII2R,QI2RtUItW,2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用,电功WUItI2Rt,电功率PUII2R,电热QI2RtUIt,.,3纯电阻电路和非纯电阻电路,.,.,2、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于()A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1,在串联电路中，功率跟电阻成正比。,A,.,在并联电路中，功率跟电阻成反比。,3、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则P1：P2：P3等于()A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1,D,.,例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？,解：消耗的电能为:W总=UIt=220V2A60S=26400J,线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2560S=120J,得到的机械能为：W机=W总Q=26400J120J=25200J,例题,.,【例3】一台电动机电阻为0.5，正常工作时通过的电流为20A，在10s内转化的机械能为4.2104J，求：在这10s内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？,W2.0103J4.2104J4.4104J.,解：电动机产生的热量为QI2Rt2.0103J根据WQE机，得,.,【触类旁通】,3一台直流电动机线圈电阻r1，与一阻值R10的电阻串联，当电路两端加U150V的电压时，电动机正常工作，且电压表示数为100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率,图253,.,解：电阻R两端的电压为URUUM150V100V50V,则电路中的电流I,A5A,电动机消耗的功率为PIUM5100W500W电动机线圈电阻r的发热功率为P热I2r25W则电动机输出的机械功率为P机PP热500W25W475W.,.,1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为_（化学/内）能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要_h，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹