第二章恒定电流2.5焦耳定律景国发

1、恒定电流恒定电流想想他们有什么共同点？什么是电流的热效应？什么是电流的热效应？ 导体中有电流通过的时候，导体要导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应发热，这种现象叫做电流的热效应。 a、电流流过电炉、电流流过电炉 b、电流流过电解槽、电流流过电解槽 c、电流流过电风扇、电流流过电风扇 d、电流流显示屏、电流流显示屏电能转化为热能。电能转化为热能。电能转化为化学能和热能电能转化为化学能和热能 电能转化为机械能和热能电能转化为机械能和热能 l电能转化为其它形式的能电能转化为其它形式的能 电流做功电流做功分析下列现象，其能量是如何转化的分析下列现象，其能量是如何转化的? ?1

2、1、纯电阻电路、纯电阻电路2 2、非纯电阻电路、非纯电阻电路电能转化为光能和热能电能转化为光能和热能 W=qUq=ItW=UIt 恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。势能减小，其它形式的能增加。电流做功的实质是什么？电流做功的实质是什么？提高认识：（1）电流做功的本质是静电力做功；（2）根据静电场的电势差的定义式推出电流做功的表达式。21EEWUItqUWtRURtIW22RUI J kWhtWPUIPRURIP22RUI W kW额定功率和实际功率 1、在用电器或电器设备上通常会有铭牌，标注其电压和功率，这上边的电压叫做额额定电

3、压定电压，对应功率叫做额定功率额定功率。即在电器两端加的电压是额定电压情况下，通过的电流为额定电流，用电器能处于额定功率正常正常工作。 2、当两端的电压不是额定电压时候，通过的电流不是额定电流，实际消耗的功率叫做实际功率实际功率。1 1 1 12 2 2 2由能量守恒易知，输入功率等于由能量守恒易知，输入功率等于输出功率加上热功率输出功率加上热功率输入功率和输出功率2、理论和实验依据：、理论和实验依据：1、研究内容、研究内容：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关系。电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关系。（1）焦耳最早通过实验证明。焦耳最早通过实验证明。（2）理论推导。理论推导。UItW Rt

4、IQ2RUI QW 3、内容：内容：表达式表达式RtIQ24、适用条件：、适用条件：电流通过某导体，在时间电流通过某导体，在时间t内产生的热量内产生的热量, 跟跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。任何用电器或电路任何用电器或电路电功率和热功率如何表示？电功率和热功率如何表示？电功指某段电路在某段时电功指某段电路在某段时间内消耗的全部电能间内消耗的全部电能电热电热指转化为内能的那部分指转化为内能的那部分电能电能联系联系区别区别五、电功和电热的比较五、电功和电热的比较 纯电阻电路中，电能全部变成了热，纯电阻电路中，电能全部变成了热，电功电功=电热电热W

5、=Q =UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率=热功率热功率 I=U/R非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能非纯电阻电路中，电能只有部分转化为内能电解槽：电解槽：电能电能=化学能化学能+热能热能 电动机：电能电动机：电能=机械能机械能+热能热能 UIt I2Rt 电功率电功率热功率热功率 IU/R 一个电动机，线圈电阻是一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所，当它两端所加的电压为加的电压为220V的时，通过的电流是的时，通过的电流是5A。这。这台电动机每分钟所做的机械功有多少？台电动机每分钟所做的机械功有多少？课本课本54例例1 解：电动机消耗的输入功率一部分转化为解：电动机消耗的输

6、入功率一部分转化为了线圈发热的热功率，一部分转化为输出了线圈发热的热功率，一部分转化为输出功率。则功率。则 P电电=P热热+P机机 P电电 = UI P热热 = I R 则则P机机 = P电电 P热热 = UI I R 则每分钟做的机械功为则每分钟做的机械功为 W= P机机 t =（ UI I R）t = 6.5410 J 例例2 有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A若把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A. (1)求电动机正常工作时的输出功率 (2)若在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？ 解

7、：线圈电阻R= U1/I1=0.2/0.4=0.5 输入功率P=U2I2=21 W = 2 W 线圈消耗的热功率P1=I R=1 0.5W=0.5W 输出功率P2=P-P1=2W-0.5W=1.5W 此时电路是纯电阻电路 故热功率为P=U /R=8 W电热电热1. 1. 电功电功W W 定义：定义：在一段电路中电场力所做的功在一段电路中电场力所做的功, ,也就是通常也就是通常 说的电流所做的功说的电流所做的功, ,简称电功简称电功. . 公式：公式：W=UItW=UIt 单位：单位：J J 2. 2. 电功率电功率P P 定义：定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率单位时间内电流所做的功叫做电

8、功率 公式：公式：P=W/t=UIP=W/t=UI 单位：单位：W WkWkWhkWh1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J小结：电功和电功率、电热和热功率小结：电功和电功率、电热和热功率 3. 3. 焦耳定律焦耳定律 内容：内容：电流通过某导体，在时间电流通过某导体，在时间t t内产生的热量内产生的热量, , 跟电流的跟电流的 平方、导体的电阻和通电时间成正比。平方、导体的电阻和通电时间成正比。 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 公式：公式：P P热热=Q/t=I=Q/t=I2 2R R 单位：单位：W kWW kW4. 4. 热功率：热功率：P P热热 导体在单位时间

9、内发出的热量导体在单位时间内发出的热量1、如图、如图256所示，电源电压为所示，电源电压为60 V，内阻不，内阻不计，电阻计，电阻R2 ，电动机的内阻，电动机的内阻R01.6 ，理，理想电压表的示数为想电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电，电动机正常工作，求电动机的输出功率动机的输出功率图图256作业作业作业作业2、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度的恒定速度向上提升重物时，电