焦耳定律电路中能量的转化 - 副本.ppt

6、焦耳定律电路中能量的转化,环节一:自学检测,1、什么是电功？它的计算式是什么？2、什么是电功率？它的计算式是什么？3、焦耳定律的内容是什么？焦耳热的计算公式是什么？电功与焦耳热的大小相等吗？为什么会有电热的产生(焦耳定律的微观解释）？4、热功率的定义是什么？电功率与热功率相等吗？,环节二：合作探究,探究点（一）对电功和电功率的理解,电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。,一、电功,功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。,电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。,1、定义：电场力(或电流)所做的功.,电功是电能转化为其他形式能的量度.,电场力做功：W=qU,一、电功,一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,则在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量：q=It,2、公式:,电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积,3、单位：焦(J)千瓦时(kWh).,1kWh3.6106J,一、电功,W=IUt,2、公式:,1、定义：电场力(或电流)所做的功.,1、定义：单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢,电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积,3、单位：瓦(W)千瓦(kW),1kW103W,二、电功率,环节三：合作探究,探究（二）对焦耳定律和热功率理解,电热Q,2、公式:,(1)推导：电能全部转化为内能：Q=W=IUt,欧姆定律：U=IR,1、定义:电流通过导体产生的热量.,焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路,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）,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,Q=I2Rt,2、公式:,电热Q,3、单位：焦(J)千瓦时(kWh).,热功率P,热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积,3、单位：瓦(W)千瓦(kW),环节四：合作探究,探究点（三）区别W和Q,P和P热,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,WIUt,=,I=U/R,电功=电热:,W=,IUt=,=I2Rt,U2t/R,电功率=热功率：P=IU=U2/R=I2R=P热,W,W其,Q,IUt,I2Rt,IU/R,电功：W=IUt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=IU,热功率：P热=I2R,=Q,6/3/2020,以下说法中错误的是（）,A,电功率越大，电流做功越快，产生的焦耳热越多。B，W=UIt适用任何电路，W=I2RT=U2t/R只适用纯电阻。C,在非纯电阻电阻路中，UI大于I2RtD,焦耳热Q=I2Rt适用任何电路,A,环节五：合作探究,完成教材P65的讨论交流1、在电源内部，能量是如何转化的？2、在外电路上，能量是如何转化的？3、你能从能量转化与守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律吗？,电源的三个功率以及关系,作业,本节的三维设计课时跟踪训练,6/3/2020,谢谢,第二课时,学习目标,1、会计算电源的效率2、理解电源的输出功率与负载之间的关系,探究点一：电源的效率,1、电源效率的定义（请阅读创新设计创新拓展）2、电源效率的计算,探究点二:电源的输出功率与负载的关系,请阅读创新设计的创新拓展,电源的三个功率以及关系,电源的输出功率随外电阻变化的讨论,电源的总功率P总=IE,内耗功率：P内=I2r,输出功率：P出=P-P内=IE-I2r=IU外=I2R外,当外电阻为纯电阻电路时,由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢?,闭合电路的U-I图象,1）右图中a为闭合电路的U-I图象b为部分电路(外电阻)的U-I图象,2）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流.,3）a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小,4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。,环节三：同步检测,例题：已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。,2.25W；2W；1.5W。,同步练习：,例2：如图所示，直线B为电源的U-I图线，直线A为电阻的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是：A、电源的输出功率为4W；B、电源的输出功率为2W；C、电源的效率为33.3%D、电源的效率为67%,29,同步练习,如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率