教科版高二物理选修3-1第二章第6节焦耳定律 电路中的能量转化课件（第1课时）（共24张PPT）

(共24张PPT)
2.6焦耳定律
电路中的能量转化
电场力对电荷q所做的功：
如图所示，导体AB两端电势差为U，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，设形成的电流为I,电荷从一端运动到另一的时间为t.
一、电功 电功率
-
e
E
I
A
B
电场力对任一横截面的电荷q所做的功：
如图所示，导体AB两端电势差为U，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，设形成的电流为I,电荷从一端运动到另一的时间为t.
一、电功 电功率
-
-
2e
电场力移动任一横截面的电荷q所做的功：
如图所示，导体AB两端电势差为U，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，设形成的电流为I,电荷从一端运动到另一端的时间为t.
任一横截面的电荷：
由此得到电功公式：
一、电功 电功率
-
ne
…
-
-
-
二．焦耳定律
焦耳定律：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比
电流通过电阻产生的热量通电时间的比值，叫做热功率
焦耳定律的微观本质:教材P64倒数第二段
阅读教材P64
二、焦耳定律 热功率
U
I
R
消耗的电功率：_______
产生的热功率：_______
纯电阻电路中，电能全部转化为内能
三、电功、电热及其功率的表达
定义
纯电阻电路
纯电阻电路
W =Q
适用任何电路
四、闭合电路中的功率关系
电动势：其它形式能→电能
内阻：电能→内能
外电路：电能→其它形式能
？
内电路
五、闭合电路的能量关系
1.电源的输出功率
当R=r时,电源有最大输出功率
2、P出与外电阻R的函数关系
(1)当R(2)当R>r时, 当R增大,则P出减小；
故当R＝r时，P出最大
(3)当R＝r时，P出最大
由闭合电路中
电源将其它形式能转化为电能的功率
有
电源对电路的输出功率。
即电路中将电能转化为其它形式能的功率
电源内部电路电阻上产生的热功率
3、电源的效率
1.如图1所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．
答案　210 W
2、如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=4Ω,定值电阻R1=2Ω,滑动变阻器R2的最大值为8Ω,则:
(1)当R2为何值时,R1消耗的功率最大,最大值为多少?
(2)当R2消耗的功率最大时,R2多大?
(3)当电源的输出功率最大时, R2多大?
总结:1.定值电阻消耗功率最大时,通过的电流一定最大
2.求可变电阻消耗的功率最大时,可将定值电阻等效为电源内阻
3.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 ( 　 )
ACD
A．电源的路端电压一定逐渐变小
B．电源的输出功率一定逐渐变小
C．电源内部消耗的功率一定逐渐变大
D．电源的供电效率一定逐渐变小
闭合电路的U-I图象
1）右图中a为闭合电路的U-I图象
b为部分电路(外电阻)的U-I图象
2）两者的交点坐标表示该电阻
接入电路时的路端电压与电流.
3）a的斜率的绝对值表示电源内
阻的大小、b的斜率的绝对值表
示接入电路中外电阻的的大小
4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。
当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩
形面积最大，即输出功率最大。
4.如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象,用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的输出功率和电源的效率分别为多少?
5.如图所示的电路中，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，电动机的电阻R0＝1.0 Ω，定值电阻R1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0 V，求：
(1)电源释放的电功率；
(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率．
6.规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：
(1)接上220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
(2)如果接上(1)中电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率．(计算结果均保留为整数)