课件18张PPT。第二章 恒定电流
第五节 焦耳定律学习目标1 理解并掌握电功、电功率的概念与计算
2 掌握焦耳定律,学会计算导体的电热与热动率
3 认识纯电阻和非纯电阻电路的特点这些用电器有什么共同点?用电器是用电来工作的器具,它们的共同特点是要消耗电能,靠电流做功来工作。 Zxxk
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。探讨几个用电器的能量转化情况A 电流流过电炉、电熨斗
B 电流流过电解槽
C 电流流过电风扇、电动机、电吹风→电能转化为热能。→电能转化为化学能和热能 →电能转化为机械能和热能 W=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率 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。51.(1)电功定义:在一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,简称为电功.(3)单位:焦(J)
常用单位有千瓦时(kW·h)千瓦时,俗称“度”,. 1kW·h=3.6×106J探究结论(2)公式 W=UIt 2.(1)电功率:单位时间内电流所做的功(3)电功率表示电流做功的快慢.(4)单位:瓦(W)
常用单位:千瓦(kW). 1kW=103W3. 额定功率和实际功率额定功率:是用电器长期正常工作时的最大功率,也就是用电器加上额定 电压时消耗的功率(用电器铭牌上所标称的功率是额定功率),
实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
为了使用电器不被烧坏,要求其实际功率不能大于额定功率 这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的,叫焦耳定律。1. 电流通过导体时产生的热量 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,即:2. 热功率 :一段电路因发热而消耗的功率称为热功率。二、焦耳定律1.一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 5 min内共产生多少热量?针对训练对于这些常见的电器,它们的共同特征是什么?——电能转化为内能问题探究非纯电阻电路和纯电阻电路?
电能全部转化为内能:白炽灯、电炉、电熨斗、电热毯等只有部分电能转化为内能:
电路中含有电动机、电风扇等。纯电阻与非纯电阻注: 对于含有电动机的电路,电动机转时是非纯电阻电路,电动机不转时是纯电阻电路.纯电阻电路 I = U/RM非纯电阻电路I < U/R欧姆定律不适用于非纯电阻电路!纯电阻电路与非纯电阻电路3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较探究结论例. 对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( ) CDA. P = I2RB. P = U2/RC. P =UID. P = W/ tW=UIt P=W/t=UIP = I2RQ = I2RtW=UIt 例1. 如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻RM=0.6 Ω,R=10 Ω,U=160 V,电压表的读数为110 V.则:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)电动机工作1 h所产生的热量是多少?针对训练?例2. 一台电动机内阻为1 Ω,接到120 V的电源上.当电动机工作时,电流为10 A.问:
(1)电动机输入功率是多少?
(2)电动机发热功率是多少?
(3)输出的机械功率是多少?
解析: (1)输入功率P电=UI=120×10 W=1 200 W.
(2)发热功率P热=I2r=102×1 W=100 W.
(3)机械功率P机=P电-P热=1 200 W-100 W=1 100 W.
答案: (1)1 200 W (2)100 W (3)1 100 W由输入电压和输入电流可计算输入功率发热功率等于I2R输出功率等于输入电流减去发热功率