选修31焦耳定律课件PPT学习教案

1、会计学1 选修选修31焦耳定律课件焦耳定律课件 第1页/共26页 一、电功和电功率一、电功和电功率 1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自电功：电流做功的实质是导体中的电场对自 由电荷的电场力做功由电荷的电场力做功 回忆：回忆： 在静电学中，电场在静电学中，电场 力做功的特点是什么？力做功的特点是什么？ 表达式？表达式？ （1 1）特点：）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2 2）利用电势差求电功）利用电势差求电功WWAB AB = qU = qUAB AB 第2页/共26页 W=qU q=It W=UIt 一、

2、电功和电功率一、电功和电功率 1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自电功：电流做功的实质是导体中的电场对自 由电荷的电场力做功由电荷的电场力做功 单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J 第3页/共26页 一、电功和电功率一、电功和电功率 1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自电功：电流做功的实质是导体中的电场对自 由电荷的电场力做功由电荷的电场力做功 单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时千瓦时(kWh) 1kWh=3.6(kWh) 1kWh=3.610106 6J J 功能关系：功能关系：

3、表达式：表达式： W=UItW=UIt 电场力做了多少功就有多少电势能转化为其他形式能电场力做了多少功就有多少电势能转化为其他形式能 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了多少功就有多少电能转化为其他形式的能 第4页/共26页 一、电功和电功率一、电功和电功率 1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自电功：电流做功的实质是导体中的电场对自 由电荷的电场力做功由电荷的电场力做功 单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J 表达式：表达式： W=UItW=UIt 物理意义：物理意义：反映了反映了“多少电

4、能转化为其他形式的能多少电能转化为其他形式的能” 也可以说也可以说“消耗了多少电能消耗了多少电能” 思考：电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，思考：电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件， 电功与这些元件的种类有关吗？电功与这些元件的种类有关吗？ 结论：电功结论：电功W W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U U， 通过的电流通过的电流I I和通电时间和通电时间t t有关，与元件的种类无关。有关，与元件的种类无关。 适用于适用于 一切电路做功一切电路做功 第5页/共26页 一、电功和电功率一、电功和电功率 1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自

5、电功：电流做功的实质是导体中的电场对自 由电荷的电场力做功由电荷的电场力做功 单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J 表达式：表达式： W=UItW=UIt 物理意义：物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说也可以说“消耗了多少电能消耗了多少电能” 适用于适用于 一切电路做功一切电路做功 2.2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率电功率：单位时间内电流做的功叫电功率 PW/tUI 单位：瓦（W） 千瓦kW 表达式：表达式： 适用于适用于 一切电路的电功率一切电路的电功率

6、 物理意义：反映了电流做功的快慢！物理意义：反映了电流做功的快慢！ 第6页/共26页 电能转化为内能电能转化为内能 电能转化为化学能和内能电能转化为化学能和内能 电能转化为机械能和内能电能转化为机械能和内能 第7页/共26页 想想他们有什么共同点？ 第8页/共26页 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电 流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得 发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？ 烫烫 手手 不烫 手 why why ？ 第9页/共26页 着火了！着火了

7、！ why why ？ 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾， 这又是为什么？这又是为什么？ 第10页/共26页 UIt WQ电热： 即即 电能全部转化为热能，电功等于电热电能全部转化为热能，电功等于电热 在纯电阻电路中在纯电阻电路中（ ） IRU 欧姆定律： RtI 2 Q 电热： 二、电热和热功率二、电热和热功率 1.1.电热电热: :电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量 RtI 2 Q 焦耳定律：焦耳定律： 2.2.热功率热功率: :单位时间内电流通过导体产生的热量单位时间内电流通过导体产生的热量 表达式表达式：P P热 热=I

8、=I2 2R R 白炽灯、电炉等白炽灯、电炉等 第11页/共26页 UIt WQ电热： 即即 电能全部转化为热能，电功等于电热电能全部转化为热能，电功等于电热 在纯电阻电路中在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）（白炽灯、电炉等） IRU 欧姆定律： RtI 2 Q 电热： 在非纯电阻电路中在非纯电阻电路中，（，（如电动机）如电动机） 电能大部分转化为机械能，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。但不可避免的一小部分转化为热能。 UItW电功： t R U tUIt 2 2R IQW结论：结论： tRIQ 2 电热： WQUIR（欧姆定律不适用）（欧姆定律不适用） 应该是应该是W

9、=E机 机+Q 第12页/共26页 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、给蓄电池 充电等 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 QRtIt R U UItW 2 2 其它 WQW 热电 P R U RIUI 2 2 P 其热电 PPP 第13页/共26页 电功电功电热电热 公式公式W=UItQ=I2Rt 物理物理 意义意义 消耗了多少电能消耗了多少电能电流通过导体时

10、产生电流通过导体时产生 了多少热量了多少热量 纯电纯电 阻阻 非纯非纯 电阻电阻 W=UItQ=I2Rt QRtIt R U UItW 2 2 第14页/共26页 C 第15页/共26页 课堂练习课堂练习2： 加在某台电动机上的电压是加在某台电动机上的电压是U，电动，电动 机消耗的电功率为机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为，电动机线圈的电阻为r，则电，则电 动机线圈上消耗的热功率为动机线圈上消耗的热功率为 () AP BU2/r CP2r/U2 DPP2r/U2 C 第16页/共26页 D 第17页/共26页 【4】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻如图所示，有一提升重物用的直流电

11、动机，内阻 r=0.6,R=10,U=160 V,电压表的读数为电压表的读数为110 V，求：，求： （1）通过电动机的电流是多少？）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？）输入到电动机的电功率是多少？ （3）在电动机中发热的功率是多少？）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作）电动机工作1 h所产生的热量是多少？所产生的热量是多少？ 说明：电动机是非线性元件欧姆定律不适用，计算电流时，说明：电动机是非线性元件欧姆定律不适用，计算电流时， 不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。通过计算发现不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。通过计算发现 ，电动机消耗的电功率

12、远大于电动机的热功率。，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。 第18页/共26页 例题：例题：某直流电动机提升重物的装置如图，重某直流电动机提升重物的装置如图，重 物质量物质量m=50kgm=50kg，电源提供恒定电压，电源提供恒定电压U=110VU=110V，不，不 计摩擦，电动机以计摩擦，电动机以v=0.90m/sv=0.90m/s的恒定速度向上提的恒定速度向上提 升重物时，电路中电流升重物时，电路中电流I=5AI=5A，求电动机线圈电，求电动机线圈电 阻阻R R（g=10m/sg=10m/s2 2 ）。）。 第19页/共26页 作业：作业： 1、优化设计优化设计35、36页页 2、

13、预习第预习第4节节 第20页/共26页 第21页/共26页 第22页/共26页 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大 ，电流产生的热量越多，电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流 产生的热量越多产生的热量越多. . 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方进一步的研究表明产生的热量与电流的平方 成正比成正比. . 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长， 电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 1 2 3 实验分析实验分析 第23页/共26页 第24页/共26页 例题例题: :一台电动机，线圈电阻是一台电动机，线