人教版选修3-1 第二章 第5节 焦耳定律 （共25张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3-1 第二章 第5节 焦耳定律 （共25张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-11-16 11:16:05 | ||
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文档简介
课件25张PPT。第二章 恒定电流2.5 焦耳定律 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么? 问题1：问题2： 假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
——用电器是用电来工作的器具，它们共同的特点是要消耗电能，靠电流做功来工作。 zxxk功能多样的用电器电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。
电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。 将下列对象连线
电风扇 电能转化为磁场能
蓄电池 电能转化为机械能
电 炉 电能转化为化学能
电磁铁 电能转化为内能 W=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率 如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I.在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q为：在这个过程中电场力做的功为 ：将q代入得 ： 在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。一、电功和电功率（一）电功1、定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所
做的功，简称电功.3、电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J一、电功和电功率（二）电功率1、定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。组卷网3、单位：瓦（W）、千瓦（kW） （一）电功 电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．——当电流流过导体时，自由电子与金属中的正离子会发生碰撞，电能会转化为内能。【注意】若导体只有电阻（即通常所说的纯电阻）电场力所做的功全部转化为电路中的内能。即：Q = W为什么有些用电器通电后会发热呢？ 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能全部转化为内能。（一）、定义:电流通过导体产生的热量。电流通过导体时产生的热量 与哪些因素有关呢?二、电热 请同学们猜想一下，通电导体放出的热量可能与哪些因素有关呢？请同学们思考一下研究的方法 在三个因素中先固定两个因素，改变第三个因素，观察导体放出的热量与这个因素有什么关系，这种方法叫做控制变量法。（二）、焦耳定律 这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。 设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。据欧姆定律加在电阻元件两端的电压为：U=IR在时间t内电场力对电阻元件所做的功为：W=IUt=I2Rt由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q所以产生的热量为：Q=I2Rt二、电热1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 。3、使用范围：适用于:纯电阻电路和非纯电阻电路。 Q=I2R t2、公式:单位：焦(J) 千瓦时(kW·h)二、电热（二）、焦耳定律【特别注意】
如果电路不是纯电阻电路，电功仍为：W=IUt，电阻上产生的热量仍为：Q=I2Rt。但此时电功比电阻上产生的热量大。1、定义:单位时间内的发热量。 热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积。3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)三、热功率所以 Q导线 << Q电炉丝 根据 Q = I2Rt ，I , t 相同，因为 R导线 << R电炉丝 电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，为什么？4、研究电功率与热功率的区别和联系取一个玩具小电机，其内阻R =1.0 Ω，把它接在如图所示的电路中。
（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。
（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。［实验结果］
（1）电机不转时，U=0.50 V，I=0.50 A，
（2）电机转动时，U=2.0 V，I=0.40 A P电=UI=0.50×0.50 W=0.25 W
P热=I2R=0.502×1.0 W=0.25 W
P电=P热P电=UI=2.0×0.40 W=0.80 W
P热=I2R=0.402×1.0 W=0.16 W
P电＞P热纯电阻电路: 电能 → 内能 Q
I2Rt W
IUt=I=U/R非纯电阻电路:电能 → 内能+其它形式的能WW其QIUt I2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! 只转化为内能的那部分电能!
纯电阻电路: 非纯电阻电路:电能 → 内能电能 → 内能+其它形式的能 Q
I2Rt W
IUt=I=U/R电功 = 电热:W=IUt = =I2RtU2t/R电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热 WW 其QIUt＞ I2RtI＜U/R电功：W= IUt电热：Q=I2Rt电功率：P = IU热功率：P热=I2R=Q4、电功率与热功率的区别和联系 电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方和电阻R的乘积。（1）电功率与热功率的区别若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电
（上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。）
若电路中有电动机时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电＞P热。（2）电功率与热功率的联系1、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ) 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾由于电气引发的火灾现场对纯电阻电路:
电功=电热
电功率=热功率
对非纯电阻电路:
电功>电热
电功率>热功率小结:电功和电功率、电热和热功率
——用电器是用电来工作的器具，它们共同的特点是要消耗电能，靠电流做功来工作。 zxxk功能多样的用电器电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能量的过程。
电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。 将下列对象连线
电风扇 电能转化为磁场能
蓄电池 电能转化为机械能
电 炉 电能转化为化学能
电磁铁 电能转化为内能 W=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率 如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I.在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q为：在这个过程中电场力做的功为 ：将q代入得 ： 在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。一、电功和电功率（一）电功1、定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所
做的功，简称电功.3、电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J一、电功和电功率（二）电功率1、定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。组卷网3、单位：瓦（W）、千瓦（kW） （一）电功 电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．——当电流流过导体时，自由电子与金属中的正离子会发生碰撞，电能会转化为内能。【注意】若导体只有电阻（即通常所说的纯电阻）电场力所做的功全部转化为电路中的内能。即：Q = W为什么有些用电器通电后会发热呢？ 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能全部转化为内能。（一）、定义:电流通过导体产生的热量。电流通过导体时产生的热量 与哪些因素有关呢?二、电热 请同学们猜想一下，通电导体放出的热量可能与哪些因素有关呢？请同学们思考一下研究的方法 在三个因素中先固定两个因素，改变第三个因素，观察导体放出的热量与这个因素有什么关系，这种方法叫做控制变量法。（二）、焦耳定律 这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。 设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。据欧姆定律加在电阻元件两端的电压为：U=IR在时间t内电场力对电阻元件所做的功为：W=IUt=I2Rt由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q所以产生的热量为：Q=I2Rt二、电热1、焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 。3、使用范围：适用于:纯电阻电路和非纯电阻电路。 Q=I2R t2、公式:单位：焦(J) 千瓦时(kW·h)二、电热（二）、焦耳定律【特别注意】
如果电路不是纯电阻电路，电功仍为：W=IUt，电阻上产生的热量仍为：Q=I2Rt。但此时电功比电阻上产生的热量大。1、定义:单位时间内的发热量。 热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积。3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)三、热功率所以 Q导线 << Q电炉丝 根据 Q = I2Rt ，I , t 相同，因为 R导线 << R电炉丝 电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，为什么？4、研究电功率与热功率的区别和联系取一个玩具小电机，其内阻R =1.0 Ω，把它接在如图所示的电路中。
（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。
（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。［实验结果］
（1）电机不转时，U=0.50 V，I=0.50 A，
（2）电机转动时，U=2.0 V，I=0.40 A P电=UI=0.50×0.50 W=0.25 W
P热=I2R=0.502×1.0 W=0.25 W
P电=P热P电=UI=2.0×0.40 W=0.80 W
P热=I2R=0.402×1.0 W=0.16 W
P电＞P热纯电阻电路: 电能 → 内能 Q
I2Rt W
IUt=I=U/R非纯电阻电路:电能 → 内能+其它形式的能WW其QIUt I2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! 只转化为内能的那部分电能!
纯电阻电路: 非纯电阻电路:电能 → 内能电能 → 内能+其它形式的能 Q
I2Rt W
IUt=I=U/R电功 = 电热:W=IUt = =I2RtU2t/R电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热 WW 其QIUt＞ I2RtI＜U/R电功：W= IUt电热：Q=I2Rt电功率：P = IU热功率：P热=I2R=Q4、电功率与热功率的区别和联系 电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方和电阻R的乘积。（1）电功率与热功率的区别若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电
（上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。）
若电路中有电动机时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电＞P热。（2）电功率与热功率的联系1、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ) 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾由于电气引发的火灾现场对纯电阻电路:
电功=电热
电功率=热功率
对非纯电阻电路:
电功>电热
电功率>热功率小结:电功和电功率、电热和热功率