《焦耳定律》课件2.ppt

1、,高中物理选修3-1鲁科版,第三章 恒定电流,第三讲 焦耳定律,目标定位,焦耳定律,知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.,弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.,1,2,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别,3,预习导学,1. （1）电场力 电场力 （2）UIt 2. 单位时间 IU 瓦特,想一想：电流做功越多，电功率越大吗？,一、电能,答案：电功率是指电流单位时间内做的功，电流做功多，由于时间不确定，所以电功率不一定大,焦耳定律,1. 电流的二次方 电阻 通电时间 2. 只含电阻,想一想：电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2R

2、t吗？电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？,二、焦耳定律,答案：不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，有大部分转化为了机械能，小部分转化为了电热.,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,三、身边的电热,1. 热效应 2. 过大,课堂讲义,一、电功和电功率,（1）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、通电时间t三者的乘积；公式为WUIt.,焦耳定律,电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路 中电能的减少量,（2）电功率的表达式为PUI，反映了电流做功的快慢,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,1电功与电功率,2用电器

3、的额定功率和实际功率,(1)额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率,(2)实际功率：用电器的实际工作时消耗的电功率它可能与额定电功率相等，也可能比额定电功率大或小,注意由于对用电器的电阻值不考虑温度对其影响，即用电器的电阻看成是一个定值，所以有R .,课堂讲义,例 1 有分别标有“220 V、100 W”、“220 V、60 W”的两个灯泡 (1)把它们并联接到220 V的电源上，实际功率各是多少？哪个灯泡更亮？ (2)把它们串联接到220 V的电源上，实际功率各是多少？哪个灯泡更亮？,焦耳定律,解析,同理,P1=100WP2=60W

4、,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,（2）,课堂讲义,针对训练 一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V.若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率() A等于36 W B小于36 W，大于9 W C等于9 W D小于9 W,焦耳定律,解析,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,由 得正常工作时的电阻 R36 ,假设灯泡的电阻也为36 ，则它消耗的功率为,功率小，电阻率变小，电阻变小,实际功率小于9W,D,课堂讲义,二、焦耳定律,1电功、电热、电功率、热功率的关系.,焦耳定律,（1）电功与电热的比较: 电功实质是静电力移动电荷做的功，WqUUIt 电热

5、是由于电流的热效应，电流通过导体发热，QI2Rt,纯电阻电路中：U=IR，WQUItI2RtU2t/R，电功等于电热,非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，电能还会转化为其他形式的能即在非纯电阻电路中电功大于电热，WQ，UItI2Rt，进一步推出：UIR或IU/R(即非纯电阻电路不服从欧姆定律),目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,（2）电功与电热的联系与区别,课堂讲义,二、焦耳定律,1电功、电热、电功率、热功率的关系.,焦耳定律,(3)电功率与电热功率的关系,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,纯电阻电路中，PP热UII2R U2/R,非纯电阻电路中PUIP热I2R,2. 纯电阻电

6、路和非纯电阻电路的特点对比,(1)纯电阻电路： 电路中只有电阻元件， 只能把电能转化为内能； 服从欧姆定律IU/R； 常见电学元件：电阻、电 炉丝、白炽灯等,(2)非纯电阻电路： 除电阻外还包括能把电能转化 为其他形式能的用电器； 不服从欧姆定律：UIR或I U/R； 常见电学原件：电动机、电解 槽等.,课堂讲义,例 2 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是() A电功率越大，电流做功越快, 电路中产生的焦耳热一定越多 BWUIt适用于任何电路，而 WI2RtU2t/R只适用于纯电 阻电路 C在非纯电阻电路中，UII2R D焦耳热QI2Rt适用于任何电 路,焦耳定律,解析,P大，Q不

7、一定大,只有纯电阻 成立,WUItI2RtU2t/R,PUII2R+P其他,UII2R,焦耳热的定义式,BCD,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,课堂讲义,例 3 一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V的电压后正常工作，消耗的功率为66 W求： (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流； (2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率及电机的效率； (3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？,焦耳定律,非纯电阻元件,解析,(1)由PUI可得，,电流：,（2）发热功率PQI2r1.8 W,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练

8、习,P机PPQ64.2 W,机械功率与总功率之比, 97.3%,（3）IU/r11 A,纯电阻元件,PUII2r2 420 W,相等,课堂讲义,例 3 一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V的电压后正常工作，消耗的功率为66 W求： (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流； (2)电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率及电机的效率； (3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？,焦耳定律,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,机械功率与总功率之比,相等,借题发挥,(1)在纯电阻电路中，由于电功与电热相等，因此公式UIt、I2

9、Rt、U2t/R既可计算电功，也可计算电热,(2)在非纯电阻电路中，只能用UIt计算电功，用I2Rt计算电热，U2t/R无意义,(3)通过电功(或电热)计算电流或电压,对点练习,对电功率、热功率的考查,1一台电动机，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,焦耳定律,P热I2r521 W25 W,B,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对点练习,2电功率的计算公式PU2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于() A计算电冰箱的功率 B计算电风扇的功率

10、C计算电烙铁的功率 D计算洗衣机的功率,焦耳定律,C,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,只适合纯电阻元件,对电功率、热功率的考查,对点练习,焦耳定律,目标定位,预习导学,课堂讲义,对点练习,对电热和电功的考查,3当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是() A3 V，1.8 J B3 V，3.6 J C6 V，1.8 J D6 V，3.6 J,0.3 C,W1qU1,q2I2t 0.6C,I2 2I1,6V2U1R I2 U2,U13V,W2 qU2 3.6J,D,对点练习,非纯电阻电路的特点及有关计算,4. 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U160V，电压表示数UV110V试求：,焦耳定律,(1)通过电动机的 电流； (2)输入电动机的 电功率； (