课件17张PPT。2.5 焦耳定律功电流做功:电场力做功功是能量转化的量度实质:电能转化为其他形式能力乘以力的方向上的位移电功W:1.定义电场力做功:W=qU 一、电功一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,
则在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量: q=I t2、公式:3、单位:焦(J) 千瓦时(kW·h).适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流1、定义:单位时间内电流所做的功.
表示电流做功的快慢.3、单位:瓦(W) 千瓦(kW). 1kW=103W二、电功率电功率普适公式电流通过导体产生热量 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,将电能转化为内能.三、电热1、定义:电流通过导体产生的热量.电功和电热是相同的概念吗?电功和电热的数值总是相等吗?电能 → 内能+机械能电能 → 内能电功 = 电热电功 ≠ 电热电热:电流通过导体产生的热量电流做功:电能转化为其他形式的能量纯电阻电路非纯电阻电路猜测电流通过电热器产生的热量与许多因素有关
①电阻R、②电流I、③通电时间t实验方法 控制变量法可以控制其他变量不变,先研究导体发出热量Q与电阻R的关系,再研究它与电流I的关系,最后研究与通电时间t的关系。 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 英国物理学家焦耳用近四十年的时间探索“功和热量之间关系” ,他为推动人类社会的进步,为科学而贡献几乎毕生的精力。为了纪念这位伟大的科学家,物理上用“焦耳”做功和能的单位。焦耳定律电热公式:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。1、定义:单位时间内的发热量.热功率3、单位:瓦(W) 千瓦(kW).Q=I2R t理论推导推导:纯电阻电路
电能全部转化为内能:欧姆定律:U=IRQ=I2 R tQ=W=IUt若电能全部转化为内能纯电阻电路需满足欧姆定律电功 = 电热3.电热(焦耳定律):Q=I2Rt 纯电阻电路非纯电阻电路I=U/RI ≠ U/R对纯电阻电路:
电能 → 内能
电功=电热
电功率=热功率对非纯电阻电路:
电能 → 内能+其他能
电功>电热
电功率>热功率只含有电热元件的电路含电动机、电解槽等的电路普适
输入功率:电动机的总功率。
输出功率:电动机有用功的功率,即机械功率
热功率:电动机线圈上有电阻,电流通过线圈时要发热,热功率P热=I2r当电动机正常工作时(即转动时),电动机既输出机械能,也产生热能。当电动机被卡住不转动时,就没有机械能的输出,此时电动机仅相当于一个电阻r。P总=UI效率:η= P出 /P总电动机P总=P出+P热Ir例1.一个直流电动机所加电压为U,电流为I,线圈内阻为R,当它工作时,下列说法中错误的是( )
A.电动机的输入功率为IU
B.电动机的发热功率为I2R
C.电动机的输出功率为IU-I2R
D.电动机的功率可写为IU=I2R=例2. 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?
(4)电动机的输出功率是多少?
(5)若电动机被卡住不转,则发热功率又是多少?电路中含有电动机,欧姆定律不成立可先计算电阻R的电流,即可得电动机的电流电动机的输入功率可用电动机的输入电压和输入电流计算焦耳定律对于电动机同样适用小结与反思:5.纯电阻电路与非纯电阻电路的区别6.欧姆定律的适用条件 祝同学们学习愉快!
再见!