6.焦耳定律电路中的能量转化.ppt

1、6.焦耳定律 电路中的能量转化,1.电功和电功率 (1)电功(即电流做功)实质上是导体中的_移动电荷所做的功。电功(W)的公式:_。国际单位制中电功的单位是_。 (2)电功率就是电功的效率,即单位时间内电流所做的功。电功率的计算公式:P=_=_。国际单位制中,电功率的单位是_。 2.焦耳定律和热功率 (1)焦耳定律是英国科学家焦耳通过_得到的,即电流通过导体产生的_跟电流的二次方成正比,跟电阻成正比,跟通电时间成正比。公式可表示为:_ _。 (2)热功率:电阻通电的发热功率P热=_=_。,电场力,焦耳(符号J),W/t,UI,瓦特(符号W),实验,热量,Q=I2Rt,Q/t,I2R,自主学习：

2、,W=UIt,3.电路中的能量转化 (1)电源将其他形式的能转化为电能,由于电源本身也有一定的内阻,电流流过时电源也会_,消耗一部分电能。 (2)在外电路上,通过电场力做功,电源输出的电能转化为_的能量。 (3)设电源电动势为E,内电阻为r,路端电压为U,通过电源的电流为I,则内电路的热功率为 ,外电路的电功率(输出功率)为_,电源把其他形式的能量转化为电能的功率为 _。,发热,其他形式,IU,IE(或IU+I2r),电能如何转化,电场力做功,电压,电场,电荷定向移动,一、电功和电功率,如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量,则电场力做功即：,1电功

3、：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,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,在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kWh）.,1kWh3.6106J,2电功率：单位时间内电流所做的功,（）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,（）电功率表示电流做功的快慢,（）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）,1kW103W,电流做功越多，做功就越快吗？ 怎么比较做功的快慢？,额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作

4、的功率是实际功率 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率,几种常见家用电器的额定功率,典型例题,BC,二、焦耳定律和热功率,1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程 电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能，这就是电流的热效应 。,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，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能转化为金属导体的内能,电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的二次方成正比、跟电阻值 R 成正比，跟通电时间 t 成正比。,焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路,只

5、含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件,电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路,纯电阻电路：,非纯电阻电路：,2焦耳定律：,热功率：单位时间内电阻通电所产生的热量叫做热功率 热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积,例2一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为() A500 W B25 W C1 000 W D475 W,B,探究实验： 给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流 表各 1 只、导线若干。 请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇

6、工 作时总功率(电功率）和输出的机械功率。,30,纯电阻电路:,电能 内能,Q I2Rt,W UIt,=,U=IR,M,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W - Q,Q,UIt,I2Rt,UIR,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!,纯电阻电路:,非纯电阻电路:,Q,W,W=Q,= UIt,=I2Rt,=U2t/R,P =P热 = UI = I2R = U2/R,M,W,W - Q,Q,电功：W= UIt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=UI,热功率：P热=I2R,例3.如图所示是一直流电动机工作时的电路图电动机内阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110V 试求：,(1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率,IE,电源的总功率,即P总=IE,IU,负载上消耗的电功率,叫做电源的输出功率,即P出=IU,I2r,电源内阻上消耗的功率,即P内=I2r,三、闭合电路中的功率,P总= P出P内,电源的效率,IE = IU+ I2r,E =U+Ir,例4如图所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01