第3节焦耳定律.ppt

1、第3节 焦耳定律,第三章 恒定电流,请大家举例利用电能的例子，并说明这些电能如何转化为其他形式的能量？,电动机把电能转化为机械能； 电热器把电能转化为内能,一、电能,如图,某段电路两端的电压为U，通过电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量q.,则电场力对自由电荷做功,即：,1电功： 电场力对自由电荷所做的功（电流所做的功）,单位：焦（J）， 常用单位：千瓦时（kWh）.,1kWh3.6106J,W=UIt,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程； 电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。,2电功率：单位时间内电流所做的功,物理意义：表示电流做功的快慢,单位：瓦（W），

2、 常用单位：千瓦（kW）,1kW103W,当U实=U额时，P实=P额,二、焦耳定律,Q=I2Rt,焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路,纯电阻电路：只含有电阻的电路，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,非纯电阻电路：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等,纯电阻电路:,电能E 内能Q,Q=I2Rt,W=UIt,=,U=IR,非纯电阻电路:,电能E 内能Q +,E其他,W=UIt,I2Rt +E其他,UIR,=,电功 = 电热,：W=Q,= UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R =

3、U2/R,电功：W= UIt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=UI,热功率：P热=I2R,例1.如图，一台直流电动机所加电压为110V,通过的 电流为5A.该电动机在10s内把一个质量为50kg的 物体匀速提高了9m,(不计摩擦)求: (1)电动机的电功率 (2)电动机线圈的电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt，得,解：（1）电动机的电功率,P=UI=1105 W=550 W.,（2）,物体增加的机械能,E=mgh=50109J=4500 J,电动机产生的热量,Q=W-E=Pt-E=(55010-4500)J=1000 J,R= =4 .,一台电风扇的额定功率是60 W，内阻为2 ，当它接在220

4、V的电压下正常运转时，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？,解：(1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P=UI所以 由能量守恒定律得 W=Q+E，Pt=I2Rt+E所以E=Pt-I2Rt=59.85 J(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，由欧姆定律得：U=IR所以 实际消耗的电功率P= 由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电动机将被烧坏,例2加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为

5、r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2,解析：非纯电阻电路中计算电功率 只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R 所以，正确选项为 （C）,例3.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）,解析：电功率计算的普通公式为,用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）,只有在纯电阻用电器的前提下，才可由 改写电功率的表达式,所以，正确选项为 C、D,I额=P额/U额 =1000/220A 4.5A,例4：规格为“220V，1000W”的电炉，求： 1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻,2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000,解：1.