恒定電流第5節(jié)焦耳定律課件

1、恒定電流第5節(jié)焦耳定律第一頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律一、電功和電功率一、電功和電功率1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體(dot)中的恒定電場對自由電荷的電場力做功回憶：回憶： 在靜電學(xué)中，電場力在靜電學(xué)中，電場力做功做功(zugng)的特點(diǎn)是什么？的特點(diǎn)是什么？表達(dá)式？表達(dá)式？（1 1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：電場力做功電場力做功(zugng)(zugng)與路徑無關(guān)，只取決于初末位置的電勢差與路徑無關(guān)，只取決于初末位置的電勢差（2 2）利用電勢差求電功）利用電勢差求電功WWABAB = qU = qUABAB第二頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律W=qUq=ItW=UIt一、電功和電功率一、

2、電功和電功率1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)(shzh)是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做功單位單位(dnwi)(dnwi)：焦耳：焦耳(J)(J) 千瓦時(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J第三頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律一、電功和電功率一、電功和電功率1. 電功：電流(dinli)做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做功單位單位(dnwi)(dnwi)：焦耳：焦耳(J)(J) 千瓦時(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J功能功能(gngnng)關(guān)系：關(guān)系：表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt電場力做

3、多少功即有多少電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電場力做多少功即有多少電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電流做多少功即有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電流做多少功即有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能第四頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律一、電功和電功率一、電功和電功率1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定(hngdng)電場對自由電荷的電場力做功單位單位(dnwi)(dnwi)：焦耳：焦耳(J)(J) 千瓦時(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義物理意義(yy)(yy)：反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

4、 也可以說也可以說“消耗了多少電能消耗了多少電能”思考：電路中如有白熾燈、電爐、電解槽、電動機(jī)等元件，思考：電路中如有白熾燈、電爐、電解槽、電動機(jī)等元件， 電功與這些元件的種類有關(guān)嗎？電功與這些元件的種類有關(guān)嗎？結(jié)論：電功結(jié)論：電功W W（消耗了多少電能）只與元件兩端的電壓（消耗了多少電能）只與元件兩端的電壓U U， 通過的電流通過的電流I I和通電時間和通電時間t t有關(guān)，與元件的種類無關(guān)。有關(guān)，與元件的種類無關(guān)。 適用于適用于一切電路做功一切電路做功第五頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)電功：電流做功的實(shí)質(zhì)(shzh)(sh

5、zh)是導(dǎo)體中的恒定電場是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做功對自由電荷的電場力做功單位單位(dnwi)(dnwi)：焦耳：焦耳(J)(J) 千瓦時(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義：物理意義：反映反映(fnyng)(fnyng)了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 也可以說也可以說“消耗了多少電能消耗了多少電能” 適用于適用于一切電路做功一切電路做功2.2.電功率：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率電功率：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率PW/tUI單位：瓦（W） 千瓦kW表達(dá)式：表達(dá)式：

6、適用于適用于一切電路的電一切電路的電功率功率物理意義：反映了電流做功的快慢！物理意義：反映了電流做功的快慢！第六頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律探討幾個探討幾個(j )用電器的能量轉(zhuǎn)化情況用電器的能量轉(zhuǎn)化情況a、電流、電流(dinli)流過電爐流過電爐b、電流流過電解槽、電流流過電解槽c、電流流過電風(fēng)扇、電流流過電風(fēng)扇 電能轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化(zhunhu)為熱為熱能。能。電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能 第七頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律UIt WQ電熱：即電能全部轉(zhuǎn)化(zhunhu)為熱能，電功等于電熱在純電阻(dinz)電路中

7、（ ）IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱： 二、電熱二、電熱(dinr)和熱功率和熱功率1.電熱:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量RtI2Q 焦耳定律：2.熱功率:單位時間內(nèi)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量表達(dá)式表達(dá)式：P P熱熱=I=I2 2R R如：白熾燈的功率越大則越亮如：白熾燈的功率越大則越亮白熾燈、電爐等白熾燈、電爐等第八頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律UIt WQ電熱：即電能全部(qunb)轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱在純電阻(dinz)電路中（白熾燈、電爐等）（白熾燈、電爐等）IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱：在非純電阻(dinz)電路中，（如電動機(jī)）電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但不可避免的一小部分轉(zhuǎn)

8、化為熱能。UItW電功：tRUtUIt22RIQW結(jié)論：tRIQ2電熱：WQUIR（歐姆定姆不適用）（歐姆定姆不適用）應(yīng)該是應(yīng)該是W=E機(jī)機(jī)+Q第九頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律1純電阻用電器:電流通過用電器以發(fā)熱為目的(md)如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈泡等電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于(dngy)電熱2非純電阻用電器:電流通過(tnggu)用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能力為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以避免的熱能損失.例如電動機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等電能大部分轉(zhuǎn)化為其它能，一小部分轉(zhuǎn)化為熱能電功大于電熱QRtItRUUItW22其它WQW熱電PRURIUI22P其

9、熱電PPP第十頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律例題例題：一臺電動機(jī)，線圈一臺電動機(jī)，線圈(xinqun)(xinqun)電阻是電阻是0.4 0.4 ，當(dāng)電動機(jī)兩端加，當(dāng)電動機(jī)兩端加220V220V電壓時，通過電動機(jī)的電流是電壓時，通過電動機(jī)的電流是50A50A。 （1 1）這臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少）這臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少? ? 效率為多少？效率為多少？ （2 2）某時電動機(jī)突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則此時的電動機(jī)消耗）某時電動機(jī)突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則此時的電動機(jī)消耗的功率為多少？的功率為多少？第十一頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律課堂練習(xí)課堂練習(xí)1：圖中虛線框內(nèi)是一

10、個未知電路，圖中虛線框內(nèi)是一個未知電路，測得它的兩端點(diǎn)測得它的兩端點(diǎn)a，b之間的電阻之間的電阻(dinz)是是R，在在a，b之間加上電壓之間加上電壓U，測得流過這電路的，測得流過這電路的電流為電流為I，則未知電路的電功率一定是，則未知電路的電功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UI第十二頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律課堂練習(xí)課堂練習(xí)2：一根電阻絲在通過一根電阻絲在通過(tnggu)2C的電量的電量時，消耗電能是時，消耗電能是8J。若在相同時間內(nèi)通過。若在相同時間內(nèi)通過4C的電量，則該電阻絲兩端所加電壓的電量，則該電阻絲兩端所加電壓U和該和該電阻絲在這

11、段時間內(nèi)消耗的電能電阻絲在這段時間內(nèi)消耗的電能E分別為分別為 （ ） AU4V BU=8V CE16J DE=32J答案答案(d n)：BD第十三頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：加在某臺電動機(jī)上的電壓是加在某臺電動機(jī)上的電壓是U U，電動機(jī)消耗的電功率為電動機(jī)消耗的電功率為P P，電動機(jī)線圈，電動機(jī)線圈(xinqun)(xinqun)的電的電阻為阻為r r，則電動機(jī)線圈上消耗的熱功率為（，則電動機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ） A AP P B BU U 2 2/ r/ r C CP P 2 2r /U r /U 2 2 D DP P P P 2 2r / U r / U

12、2 2C C第十四頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律1.1.如圖所示，有一臺提升重物用的直流電動機(jī)如圖所示，有一臺提升重物用的直流電動機(jī)M M，線圈的，線圈的內(nèi)阻為內(nèi)阻為r r=0.60=0.60，與電動機(jī)串聯(lián)的定值電阻阻值為，與電動機(jī)串聯(lián)的定值電阻阻值為R R=10=10，電路的路端為電路的路端為U U=160V=160V圖中理想電壓表的示數(shù)為圖中理想電壓表的示數(shù)為110V110V求：求：通過通過(tnggu)(tnggu)電動機(jī)的電流電動機(jī)的電流I I是多大？電動機(jī)的輸入功率是多大？電動機(jī)的輸入功率P P是多是多大？電動機(jī)的機(jī)械功率大？電動機(jī)的機(jī)械功率P P / /是多大？是多大？2 2

13、如圖所示，電源的電動勢如圖所示，電源的電動勢E E=110V=110V，電阻，電阻R R1 1=21=21，電動機(jī)，電動機(jī)繞組的電阻繞組的電阻R R0 0=0.5=0.5，電鍵，電鍵(dinjin)(dinjin)S S1 1始終閉合。當(dāng)電鍵始終閉合。當(dāng)電鍵S S2 2斷斷開時，電阻開時，電阻R R1 1的電功率是的電功率是525W525W；當(dāng)電鍵；當(dāng)電鍵S S2 2閉合時，電阻閉合時，電阻R R1 1的的電功率是電功率是336W336W，求（，求（1 1）電源的內(nèi)電阻；（）電源的內(nèi)電阻；（2 2）當(dāng)電鍵）當(dāng)電鍵S S2 2閉合閉合時流過電源的電流和電動機(jī)的輸出的功率時流過電源的電流和電動機(jī)的

14、輸出的功率第十五頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定律2 2如圖所示，電源的電動勢如圖所示，電源的電動勢E E=110V=110V，電阻，電阻R R1 1=21=21，電動，電動機(jī)繞組的電阻機(jī)繞組的電阻R R0 0=0.5=0.5，電鍵，電鍵S S1 1始終閉合。當(dāng)電鍵始終閉合。當(dāng)電鍵S S2 2斷開斷開時，電阻時，電阻R R1 1的電功率是的電功率是525W525W；當(dāng)電鍵；當(dāng)電鍵S S2 2閉合時，電阻閉合時，電阻R R1 1的電功率是的電功率是336W336W，求（，求（1 1）電源的內(nèi)電阻；（）電源的內(nèi)電阻；（2 2）當(dāng)電鍵）當(dāng)電鍵S S2 2閉合時流過電源的電流閉合時流過電源的電流(dinli)(dinli)和電動機(jī)的輸出的功率和電動機(jī)的輸出的功率第十六頁，共十七頁。恒定電流第5節(jié)焦耳定