3.3 焦耳定律 课件 (7)

课件29张PPT。第3讲　焦耳定律目标定位
1.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.2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别．预习导学 梳理·识记·点拨 一、电能
1.电功
(1)自由电荷在 力的作用下定向运动而形成电流，____力对自由电荷做的功，称为电功.
(2)公式：如果电路两端的电压是U，电流为I，在时间t内电流做的功W＝____电场电场UIt2.电功率： 内电流所做的功就叫做电功率.用公式表示为： ____，单位： .
想一想　电流做功越多，电功率越大吗？
答案　不一定，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.单位时间IU瓦特(W)二、焦耳定律
1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比.这就是焦耳定律.用公式表示：Q＝I2Rt.
2.在 的纯电阻电路中：由U＝IR，可推得 .电流的二次方电阻通电时间只含电阻想一想　电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗？电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？
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.三、身边的电热
1.电流热效应的应用
如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利用电流的____
___工作的.
2.电流热效应的危害
如果插头和插座之间接触不良会迸出火花.在输电线路中由于电热，降低电能的传输效率，电流 ，散热不好，还会烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电.热效应过大课堂讲义 理解·深化·探究一、电功和电功率　电热和热功率
1.电功和电功率
(1)电功：W＝IUt.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.适用于任何电路.
(2)电功率：P＝IU，反映了电流做功的快慢.适用于任何电路.
2.电热和热功率
(1)焦耳定律：电热的计算公式为Q＝I2Rt
(2)热功率的计算公式为P热＝I2R.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？当并联接入220 V电源时，两灯泡两端电压均为220 V，则灯泡均正常发光，故P1＝100 W，P2＝60 W，100 W的灯泡更亮.
答案　P1＝100 W，P2＝60 W,100 W的灯泡更亮(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？
解析　当串联接入220 V电源时，
所以100 W灯泡的实际功率P1＝I2R1≈14.1 W
60 W灯泡的实际功率P2＝I2R2≈23.4 W，则60 W的灯泡更亮.
答案　P1≈14.1 W，P2≈23.4 W,60 W的灯泡更亮针对训练　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解析　白炽灯在正常工作时的电阻为R，由 变形得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为 ，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W，故选项B正确.
答案　B二、纯电阻电路和非纯电阻电路P＝P热＋其他
即IUt＝I2R＋P其他例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
B.W＝UIt适用于任何电路，而 只适用于纯电阻电路
C.在非纯电阻电路中，UI>I2R
D.焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路解析　电功率公式 ，表示电功率越大，电流做功越快.对于一段电路，有P＝IU， ，焦耳热 ，可见Q与P、U、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，A错.W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，而 只适用于纯电阻电路，B对.在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C对.Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D对.
答案　BCD例3　一台电风扇，内阻为20 Ω，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；答案　0.3 A　(2)电风扇工作时，电动机发热功率，转化为机械能的功率及电机的效率；
解析　线圈电阻发热功率PQ＝I2r＝1.8 W；
机械功率P机＝P－PQ＝64.2 W；答案　1.8 W　64.2 W　97.3%(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？答案　11 A　2 420 W　2 420 W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、I2Rt、 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， 无意义.(3)通过电功(或电热)计算电流或电压对点练习 巩固·应用·反馈电功　电功率　电热　热功率1.一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Ω.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(　　)
A.500 W B.25 W C.1 000 W D.475 W
解析　电动机的热功率P＝I2r＝52×1 W＝25 W，B正确，A、C、D错误.B2.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为 ，则在时间t内产生的热量为(　　)解析　根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的 ，时间不变，则热量变为原来的 ，C正确.C3.电功率的计算公式 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
C.计算电烙铁的功率 D.计算洗衣机的功率
解析　公式 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误.C非纯电阻电路的特点及有关计算4.如图1所示是一直流电动机工作时的电路图.
电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻
R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示
数UV＝110 V.试求：
(1)通过电动机的电流；
解析　由电路中的电压关系可得电阻R的分压
UR＝U－UV＝(160－110) V＝50 V图1即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A.答案　5 A　(2)输入电动机的电功率；
解析　电动机的分压UM＝UV＝110 V
输入电动机的功率P入＝IM·UM＝550 W.
答案　550 W
(3)电动机输出的机械功率.
解析　电动机的发热功率P热＝ ＝20 W
电动机输出的机械功率P出＝P入－P热＝530 W.
答案　530 W