高二物理選修31《焦耳定律》課件

1、 2.5 焦耳定律 2.5 焦耳定律課堂引入 我們生活中利用電就是為了利用電能，將它轉(zhuǎn)化成我們所需的其他能。 而要實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化就需要力做功。電路中的電流是電場(chǎng)力移動(dòng)電荷形成的，故電能的轉(zhuǎn)化就是通過(guò)電場(chǎng)力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就是電功。課堂引入 我們生活中利用電就是為了利用電能，將電 功1、定義：電路中的恒定電場(chǎng)對(duì)定向移動(dòng)的自由電荷所做的功，簡(jiǎn)稱(chēng)電功，通常也說(shuō)成是電流的功2、實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。電能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能U+-E思考：如圖所示，給一段導(dǎo)體兩端加上電壓為U，通過(guò)的電流為I，在時(shí)間t內(nèi)電場(chǎng)力做了多少功呢？W=UIt3、公式：4、單位：J常用單位：度kWh1kW

2、h=3.6106JW=E電勢(shì)能減=E其他能增電 功1、定義：電路中的恒定電場(chǎng)對(duì)定向移動(dòng)的自由電荷所做的功電功率(electric power)1、意義：描述電流做功快慢的物理量2、定義：電流所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫做電功率。3、公式：P=W/t=UI4、單位：W常用單位：kW1kW=1103W5、測(cè)量：伏安法例：測(cè)定小燈泡的功率電功率(electric power)1、意義：描述電流做功認(rèn)識(shí)電表 某家用電表，月初和月末時(shí)示數(shù)分別如圖所示，則這個(gè)月該家庭用電多少度？若其每天用電4小時(shí)，該月為30天，則這個(gè)月該家庭的家用電器的總功率為多少？37.2度310W認(rèn)識(shí)電表 某家用電表，月初和

3、月末時(shí)示數(shù)分別如圖所示，則這實(shí)際功率和額定功率1、額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓（銘牌上標(biāo)出的電壓）2、實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓3、額定功率：用電器正常工作時(shí)的功率（銘牌上標(biāo)出的功率）4、實(shí)際功率：用電器實(shí)際工作時(shí)的功率5、額定功率和實(shí)際功率：U實(shí)U額，P實(shí) P額實(shí)際功率和額定功率1、額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓（銘牌電流的熱效應(yīng)1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)的發(fā)熱現(xiàn)象2、微觀分析：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，做定向移動(dòng)的自由電荷要頻繁與金屬晶格中的正離子發(fā)生碰撞，結(jié)果自由電子加速所得的一部分動(dòng)能傳給離子，使離子的熱振動(dòng)加劇，從而使通電導(dǎo)體的內(nèi)能增加，溫度升高。3、實(shí)質(zhì)：電流做功使一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

4、電流的熱效應(yīng)1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)的發(fā)熱現(xiàn)象2、微觀分析：電流通焦耳定律(Joule law)控制變量法焦耳定律(Joule law)控制變量法1、內(nèi)容：電流通過(guò)某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量, 跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。2、公式：Q=I2Rt3、熱功率定義：導(dǎo)體在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的熱量。即電熱公式：P熱=Q/t=I2R英.釀酒世家焦耳J.P.Joule(1818.12-1889.10)焦耳定律(Joule law)1、內(nèi)容：電流通過(guò)某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量, 跟電流的平區(qū)分：電功和電熱、電功率和熱功率1、純電阻電路: 電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，用電器利用電能的目的就是為了發(fā)熱。即

5、電功 = 電熱：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R電功率=熱功率：P =P熱 = UI = I2R = U2/R歐姆定律適用 2、非純電阻電路: 電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能，小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路，用電器利用電能的目的就是轉(zhuǎn)化其他能，發(fā)熱是不可避免的損失。即電功 電熱：W=Q+E其他 即UItI2Rt電功率熱功率：P =P熱 +P有效 即UI I2R 歐姆定律不適用 區(qū)分：電功和電熱、電功率和熱功率1、純電阻電路: 常見(jiàn)電路的認(rèn)識(shí)1、純電阻電路有電爐，電熨斗，電飯鍋，電烙鐵，白熾燈,被卡住不轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)等；2、非純電阻電路有電動(dòng)機(jī)，電解槽，蓄電池充電，日光燈等。常見(jiàn)電路的認(rèn)識(shí)1、純電阻電路

6、有電爐，電熨斗，電飯鍋，電烙鐵，思考與討論1、有些用電器質(zhì)量檢查合格，但出口后卻被退貨，你知道原因嗎？不同國(guó)家的額定電壓不同2、傍晚時(shí)，你家的燈光有些昏暗，而深夜時(shí)，你家的燈光又特別刺眼，你能解釋嗎？實(shí)際功率和額定功率不同思考與討論1、有些用電器質(zhì)量檢查合格，但出口后卻被退貨，你知思考與討論 根據(jù)能量守恒可知，無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功率都等于各電阻功率之和，即3、試根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流和電壓的特點(diǎn)，分析串、并電路及混聯(lián)電路中電功率與電阻的關(guān)系。P=P1+P2+P3+串聯(lián)電路里電功率與電阻成正比：并聯(lián)電路里電功率與電阻成反比： 而對(duì)純電阻電路，電功率的計(jì)算有多種方法：P=UI=I2R=U

7、2/RP1：P2=R1：R2P1：P2=R2：R1思考與討論 根據(jù)能量守恒可知，無(wú)論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，總功1、對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（ ） CD課堂練習(xí)1、對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（ ）2、規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，則：1）電爐正常工作時(shí)，通過(guò)電阻絲的電流； 2）電爐的電阻。 3、加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ）AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2C課堂練習(xí)2、規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，則：1）電爐正常工AMUR課堂練習(xí)4、如圖的電路中，電爐電阻R

8、=10，電動(dòng)機(jī)的線圈的電阻r=1，電路兩端電壓U=100V，電流表的示數(shù)為30A，問(wèn)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度為多少？通電一分鐘，電動(dòng)機(jī)做的有用功為多少?AMUR課堂練習(xí)4、如圖的電路中，電爐電阻R=10，電動(dòng)機(jī)5、“220V，66W”的電風(fēng)扇，線圈的電阻為20，求接上220V的電壓后，電風(fēng)扇將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率？如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱功率？課堂練習(xí)5、“220V，66W”的電風(fēng)扇，線圈的電阻為20，求接上2課堂練習(xí)6、兩個(gè)燈泡A“220V，100W”和B“220V，40W”串聯(lián)后接在電路中，通電后，那個(gè)燈泡更亮？電燈中的最大電流是多少？此時(shí)兩燈所加上的電

9、壓是多大？?jī)蔁舻膶?shí)際功率是多少？課堂練習(xí)6、兩個(gè)燈泡A“220V，100W”和B“220V，課堂練習(xí)7、電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài)。如圖所示是電飯鍋電路的示意圖，S是用感溫材料制造的開(kāi)關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱用的電阻絲。則：(1)試判斷開(kāi)關(guān)S接通時(shí)和斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋分別處于哪種工作狀態(tài)，說(shuō)明你的理由。(2)如果要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率是加熱狀態(tài)時(shí)的一半，R1/R2應(yīng)是多大? （1）電鍵S閉合時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)；電鍵S斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)（2）0.414 課堂練習(xí)7、電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱課堂練習(xí)8

10、、如圖所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是：A燈“10V，10W，B燈60V，60W”，C燈40V，40W，D燈30V，30W.在a、b兩端加上電壓后，四個(gè)燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率的大小，正確的是( )(A)PBPDPAPC(B)PBPAPDPC(C)PBPDPCPA(D)PAPCPDPBB課堂練習(xí)8、如圖所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是：A9、額定電壓都是110V ，額定功率PA100W，PB40W的電燈兩盞，若接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是圖中那一個(gè)（ ）ABABABABABDCC課堂練習(xí)9、額定電壓都是110V ，額定功率PA100W，PB4課堂練習(xí)10、用一標(biāo)著“220V，10A”的蘇泊爾電熱水壺為2kg的水加熱，其溫度從15升高到100，用了6min，則蘇泊爾熱水壺的散熱損耗功率為_(kāi)，燒水的效率為_(kāi)。（水的比熱為4.2103J/（kg）課堂練習(xí)10、用一標(biāo)著“220V，10A”的蘇泊爾電熱水壺為11、某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓U=110V，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以恒定速度v=0.90