2.5 焦耳定律 18张PPT

2.5 焦耳定律
一、电功和电功率
U
1．电功
（3）单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），
常用单位有千瓦时（kW·h）.
（1）定义：在一段电路中电场力对自由电荷所做的功，称为电功．
（2）公式：
W=Uq=IUt
　1kW·h＝3.6×106J
（4）意义：电功大小表示电路消耗电能的多少
2．电功率
一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．
（3）意义：电功率表示电流做功的快慢．
（4）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）．
　1kW＝103W
（1）定义：单位时间内电流所做的功
（2）公式：
用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，P额=U额I
用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．P实=U实I
用电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率．
几种常见家用电器的额定功率
（5）额定功率和实际功率
二、电热和热功率
1、电热（焦耳热）
(2)电热的大小与什么因素有关？
(1)定义:电流通过导体产生的热量.
(1)内容：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 ．
（3）焦耳定律适用条件：所有电路
2．焦耳定律
（2）公式：
(1)定义:导体在单位时间内的发热量.
3、热功率
　　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、纯电阻电路和非纯电阻电路
　纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．工作时电能全部转化为内能。
　非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．
工作时电能转化为部分内能和其他能。
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
UIt
=
I=U/R
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
E其 + Q
UIt
I2Rt
I＜U/R
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
＞
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
UIt
=
I=U/R
电功 = 电热
：W=Q
= UIt
=I2Rt
=U2t/R
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
M
W
E其 + Q
UIt
＞ I2Rt
I＜U/R
电功：W= UIt
电热：Q=I2Rt
电功率：P=UI
热功率：P热=I2R
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
电功和电功率、电热和热功率
练习1、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( )
A、2：3：6
B、6：3：2
C、1：2：3
D、3：2：1
在串联电路中，功率跟电阻成正比。
A
在并联电路中，功率跟电阻成反比。
练习2、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( )
A、2：3：6
B、6：3：2
C、1：2：3
D、3：2：1
D
练习3：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )
CD
练习4、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( )
AD
解:据能量守恒定律得:
IUt = I2Rt +W
故电动机每分钟所做的机械功为:
W=(IU-I2R)t
=(5×220-52×0.4) ×60 J
=6.5×104 J
例题、一个电动机，线圈电阻是0.4 ?，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?
规格为“220V 44W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：
(1)接上220V电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．
练习5
解1)I= P/U =0.2(A) P机 = P – I2R= 42.4W
P热= I2R =1.6W
2)P/ =U2/R= 1210W P热/ =P/ = 1210W
3.如图，有一提升重物用的直流电动机，内阻
,保护电阻为 ， ，电压表
的读数为110V，求：
（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）在电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机的机械功率是多少？
（5）电动机工作一个小时产生的热时是多少？

R
1、5A
2、550W
3、15W
4、535W
5、54000J