高中物理人教版选修参赛课件《焦耳定律》(13)

2.5焦耳定律,功,电流做功:电场力做功,功是能量转化的量度,实质：电能转化为其他形式能,力乘以力的方向上的位移,电功W：1.定义,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面的电荷量：q=It,2、公式:,3、单位：焦(J)千瓦时(kWh).,适用条件：I、U不随时间变化恒定电流,1、定义：单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢,3、单位：瓦(W)千瓦(kW),1kW103W,二、电功率,电功率普适公式,电流通过导体产生热量,在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能转化为内能,三、电热,1、定义:电流通过导体产生的热量.,电功和电热是相同的概念吗？,电功和电热的数值总是相等吗？,电能内能+机械能,电能内能,电功=电热,电功电热,电热：电流通过导体产生的热量,电流做功：电能转化为其他形式的能量,纯电阻电路,非纯电阻电路,猜测,电流通过电热器产生的热量与许多因素有关电阻R、电流I、通电时间t,实验方法,控制变量法,可以控制其他变量不变，先研究导体发出热量Q与电阻R的关系，再研究它与电流I的关系，最后研究与通电时间t的关系。,探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,英国物理学家焦耳用近四十年的时间探索“功和热量之间关系”，他为推动人类社会的进步，为科学而贡献几乎毕生的精力。为了纪念这位伟大的科学家，物理上用“焦耳”做功和能的单位。,焦耳定律,电热公式：,电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,1、定义:单位时间内的发热量.,热功率,3、单位：瓦(W)千瓦(kW),Q=I2Rt,理论推导,推导：纯电阻电路电能全部转化为内能：,欧姆定律：U=IR,Q=I2Rt,Q=W=IUt,若电能全部转化为内能,纯电阻电路需满足欧姆定律,电功=电热,3.电热（焦耳定律）:Q=I2Rt,纯电阻电路,非纯电阻电路,I=U/R,IU/R,对纯电阻电路:电能内能电功=电热电功率=热功率,对非纯电阻电路:电能内能+其他能电功电热电功率热功率,只含有电热元件的电路,含电动机、电解槽等的电路,普适,输入功率:电动机的总功率。输出功率:电动机有用功的功率，即机械功率热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热=I2r,当电动机正常工作时（即转动时），电动机既输出机械能，也产生热能。当电动机被卡住不转动时，就没有机械能的输出，此时电动机仅相当于一个电阻r。,P总=UI,效率：=P出/P总,电动机,P总=P出+P热,U,I,r,例1.一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下列说法中错误的是()A电动机的输入功率为IUB电动机的发热功率为I2RC电动机的输出功率为IUI2RD电动机的功率可写为IUI2R,例2.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻RM0.6，R10，U160V，电压表的读数为110V则：(1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1h所产生的热量是多少？(4)电动机的输出功率是多少？(5)若电动机被卡住不转，则发热功率又是多少？,电路中含有