课件47张PPT。焦耳定律Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间J A Ω S公式:单位:焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。 焦耳
(1818-1889)【例题1】 有一种新型的炊具叫做电压力锅,它用电加热,又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌,问该压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量?解:当它处于正常工作状态时I=P/U=900W/220V≈4.09AR=U/I=220V/4.09A
=53.8Ω Q=I2Rt=
(4.09A)2×53.8Ω×15×60S ≈8.1×105J本题还有别的方法求解吗?因为该用电器把电能全部转化成了热能,所以:Q=W=Pt=900W×15×60S=8.1×105J像这样把电能全部转化成内能的用电器有时我们称其为纯电阻电路。如电热器、白炽灯等。纯电阻电路中,电热正好等于电功电吹风机和电熨斗通电时都会发热,哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能?若电流做的功全部用来产生热量,即Q=W时,我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢?思考:∴Q=W=UIt=I2Rt∵ Q=W又根据欧姆定律 U=IR∵ W=UIt电能转化成热能和机械能电吹风机 :电熨斗:电能全部转化成内能例1:某电风扇接在220伏的电路上,电风扇的电阻是75欧,通过它的电流为2安。求在5分钟内电流所做了多少功?有多少电能转化为热能?有多少电能转化为机械能?①若电流所做的功全部转化为电热器的内能,即为纯电阻电路,则:W=Q 欧姆定律成立 Q=I2Rt 也可
也可②若电流所做的功只有一部分转化为热,则只可用焦耳定律来计算Q热 = W = UItQ热 = W = U2/R =Pt Q=I2Rt 1、电能全部转化为热能时,2、电能没有全部转化为热能时,Q=I2Rt =W=Pt =UItQ=I2Rt <W=Pt =UIt小结:注意:1、电流做多少功,就是消耗多少电能,
也就是将多少电能转化成其他形式的能。2、纯电阻电路中,电流做多少功,就是将
多少电能转化成内能。例2、电流通过电饭锅使电饭锅变热时,电能转化为______能;电流通过电动机使电动机转动时,电能转化为______能。焦耳定律的应用1.电热器接在220伏的电源上,它的电阻是55欧,通电10分钟产生多少热量?利用欧姆定律算出通过电热器的电流
I=U/R=220伏/55欧=4安
再根据焦耳定律算出通电10分钟产生的热量
Q=I2Rt=(4安)2 × 55欧×600秒 = 5.28×105焦答:电热器10分钟产生的热量5.28×105焦已知: U=220V R=55 欧 t=10分=600秒
求:Q
解:例3、一只灯泡接在照明电路中,通过灯丝的电流是200毫安,通电1分钟电流做了 焦耳的功,有 焦耳的电能转化成了热能和光能。
白炽灯中的科学知识白炽灯 工作原理:铭牌 材料:保护措施议一议电流的热效应钨(熔点高) PZ 表示普通白炽照明灯
表示额定电压是220V
100 表示额定功率是100W①灯泡的电阻,利用的公式是:②灯泡的额定电流,利用的公式是:额定电压、实际电压,额定功率、实际功率的关系:U实= U额时 P实 P额,用电器
U实> U额时 P实 P额,用电器
U实< U额时 P实 P额,用电器> 易烧坏=< 不正常工作 暗灯泡的亮度由 来决定.灯泡的实际功率正常工作如图是两只照明灯泡的标志,根据所学知识,你知道两灯之间都存在哪些差异?额定功率、电阻、正常工作时通过的电流都不同想一想想一想现在如果要把这两只灯泡接入电路,你知道有哪些连接方式吗?串联:用电器逐个顺次连接起来。把用电器并列的连接在电路两点间。并联:串联电路的特点:U = U1 + U2 R = R1 + R2U1/U2 = R1/R2 I = I1= I2并联电路的特点:U1 = U2 = UI = I1 + I2 1/R = 1/R1 + 1/R2I1/I2 = R2/R1如果将灯“PZ220-60”和灯“PZ220-40”两只灯泡串联后接在220V的电源上,他们能正常发光吗?为什么?思考:额定功率60W的灯泡一定比额定功率40W的灯泡亮吗? 将灯“PZ220-60”和灯“PZ220-40”
并联 在220V的电压上,哪只灯泡更亮?
串联 在220V的电压上,哪只灯泡更亮?想一想,做一做为什么?解题后的反思:
1. 灯的亮度取决于灯的实际功率.
2. 串联时,电阻大的灯实际功率大,较亮.电阻小的灯实际功率小,较暗
3.并联时,电阻小的灯实际功率大,较亮.电阻大的灯实际功率小,较暗.我会设计 请你设计一种不改造白炽灯而又能使灯正常工作的方法。 小明同学有几个从国外带回来的白炽灯,这个白炽灯的中文和英文铭牌如下:换一种思路,想一想吧! 现有两只小灯泡,上面有:”6V,1.2W”和12V,6W”的字样,如果将这两灯串联起来,为了使其中一只灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是?
A. 27V; B. 10.8V;
C. 18V; D. 37.8V.小结已知用电器的额定电压和额定电功率,可以求用电器正常工作电流I=P额/U额和用电器的电阻R=U2额/P额
用电器的实际功率是随着它两端的实际电压的改变而改变, 若知道用电器的电阻,可用P=U2/R求出实际功率.
还有重要的一条别忘了哦??判断用电器能不能接到某一电源(或电路)上,要把加在用电器两端的实际电压和它的额定电压作个比较:
若U实=U额,能接,且P实=P额.用电器正常工作;
若U实 若U实>U额,用电器应和一只电阻串联后再接到电源(或电路上).
所以用电器安全工作的条件是加在它两端的电压实际值不能超过它的额定值.一盏“PZ 220 – 100” 的灯泡正常工作时,通过灯丝的电流是_____安,灯丝的电阻是____欧;把它接在 110V 的电压下工作,实际消耗的功率是______瓦.课堂练习例:根据灯泡铭牌(如图)所给信息判断,下列说法正确的是A.灯泡适宜在25伏的电路中使用
B.灯泡在电压低于220伏时,就不发光
C.灯泡在任何情况下工作时,电功率都是25瓦
D.灯泡在220伏的电压下工作时,电功率是25瓦
例:标有“12V 6W”的灯泡接入电路中,若通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡的实际功率
A.等于6W B.大于6W
C.小于6W D.无法判断
课堂练习灯泡的亮度取决于灯的( )
A、额定电压; B、额定功率;
C、实际功率; D、灯丝电阻。标有“220V60W” 和 “36V60W” 的甲、乙两个用电器,都在额定电压下工作1小时消耗的电能( )
A、甲用电器消耗多;
B、乙用电器消耗多;
C、一样多;
D、无法比较。动动脑现有两只铭牌已模糊不清的灯泡,但已知它们分别为“220V 40W” “220V 100W”,你能根据所学知识将它们辨认出来吗?猜猜看:在灯泡电阻不变的情况下,小明发现家里的灯泡总是忽明忽暗的,你知道原因吗?
请作出猜测__________。1、电灯泡上标着“ 220V 100W”字样,它的意义是___ _ 2、“220V、40w”的灯泡L1正常发光,则
此时加在它两端的 电压为_____,通过电流为___,灯泡电阻为____。
它和“220V、60W”灯泡L2并联接在220V
的电源上则较亮的灯泡是_____,两
灯串联在220V 的电源上则较亮的灯泡是____ 3、如图,灯L标有“12V、30W”,定值电阻R=24欧,当灯L正常发光时,求:1)电流表示数?(2)电阻R消耗的功率 4、如图,灯L标有“3V、0.6W”,电源电压为4.5伏,闭合S调节变阻器的电阻,使灯L正常发光,此时变阻器接入电路中的电阻值?5、灯泡L标有“36V、15W”字样,滑动变阻器阻值为0~20欧,如图,当滑片P滑到端点a处,小灯泡能正常发光,当滑片P滑到变阻器的中点时,小灯泡的实际功率为多少瓦? 6、如图,电源电压为12伏,R1=6欧、R2=12欧、R3=18欧。求:(1)、S1和S2都闭合时,电流表示数? 通电1分钟,电流对R1做功?
(2)、S1和S2均断开时,R2两端电压和R3消耗的电功率?7、灯泡L1标有“220V、60W”和L2标有“220V、25W”,把两个灯泡串联接入某电源电路上,闭合开关后,只有一盏灯泡正常发光,另一个灯泡很暗,则电源电压为多少伏?8、灯L1标有“220V、100W”字
样,接入220V的电路中,由于
导线过长,电阻较大,测得实际
功率为81瓦,求导线上消耗的功
率为多少瓦?
9、有两只标有“220V 40W”、“220V 100W”字样的电灯,串联后接入电压是 440V的电路中,那么 [ ]
A.两灯的实际电压各为220V,它们能正常发光.
B.“220V 40W”的电灯可能会被烧毁.
C.“220V 100W”的电灯可能会被烧毁. D.两灯都可能会被烧毁.10、有一根阻值为8Ω的粗细均匀的电阻丝,接在4V电压的电源上,则电阻上电流的功率是_ ___,如果将电阻丝剪去一半后,仍接在这个电源上,它消耗的功率是__ __. 11、电灯L1和L2上分别标有“9V、3W”和“3V、3W”字样,现将它们串联后接在电压U的电源两端,恰好可以使其中一盏灯正常发光,则正常发光的灯和电压U分别为 ( )
A、L2 9V B、L2 12V
C、 L1 9V D、 L1 10V 12、在如右图所示的电路中,电源电压恒定不变,不计温度对灯丝电阻的影响。当在a、b间接“6V 6W”的灯泡时,闭合开关,灯L恰能正常发光;断开开关,在a、b间换接入一个“6V 4W”的灯泡后,再闭合开关。关于这个电路有以下几种说法:①灯L将变暗;②换接的灯可能烧坏;③电路总功率要变小;④两灯泡都可能烧坏
以上说法中正确的有 ( )
A、①③ B、②③④
C、①②③ D、①②③④13、如图,R1=24欧,灯L标有“6V 3W”的字样,当S1闭合时L正常发光。求:(1)电源电压为多大?(2)S1闭合时,电流表的示数为多大?(3)S1断开时,电流表的示数及R1上消耗的电功率。14、如图是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,S是控温开关。电热毯标牌上标有“220V 40W”字样。问(不考虑温度对电阻值的影响):
⑴、要使电热毯处于低温挡时,开关S应处于什么状态?
⑵、发热电阻丝R0的阻值是多大?
⑶、当电热毯处于低温挡时,电路中的电流为0.1A,则在10s内电阻丝R0产生的热量是多少?15、如图所示电路中,电源电压为6伏,电阻R为5欧。S接通时电流每分钟在R产生的热量是12焦,灯泡的额定功率是0.25瓦,若灯泡电阻不变,则灯泡的额定电压为( )
A、2.5V B、3V C、6V D、12V练习:
1、下列家用电器,铭牌上的字样为“220V 40W”,其中产生热量最多的是 ( )A、普通灯泡 B、电风扇 C、电烙铁 D、一样多C2、灯泡的灯丝断了搭上以后,灯会比原来更亮原因是
。灯丝搭上以后灯丝粗了,电阻小了3、“220V 1000W“的电动机,起线圈的电阻为4Ω当它
正常工作时,通电1小时产生的热量是多少?已知:U==220V W == 1000W t ==3600S
求:Q == ?
解 7:I =P/U =1000W / 220V ==50/11A
Q == I2Rt==(50 / 11A)2× 4 Ω ×3600S==2.97 × 105J
答:略……再见!