3.3 焦耳定律 —鲁科版高中物理选修3-1课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第三章
恒定电流
第
3
节
焦
耳
定
律
提问引入：
在静电学中，我们怎样计算电场力做功？
①定义途径；
②利用电势差求电功——WAB
=
qUAB
从能量转化的角度总结电路的某些规律
想想他们有什么共同点？
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
b、电流流过电解槽
c、电流流过电风扇
→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
一、电能
1．电功：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．
　　电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流
I
和通电时间
t
三者的乘积．
　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）.
　1kW·h＝3.6×106J
W=UIt
2．电功率：单位时间内电流所做的功
（１）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．
（２）电功率表示电流做功的快慢．
（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．
　1kW＝103W＝106mW=10-3MW
小结：
1．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量．
2．电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．
3．电功常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1
kW·h＝3.6×106
J.
4．电功率P＝W/t＝IU，表示电流做功的快慢．
３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．
　　用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．
几种常见家用电器的额定功率
3、理论和实验依据：
1、内容：
电流通过某导体，在时间t内产生的热量,
跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
（2）焦耳最早通过实验证明。
（1）理论推导。
纯电阻电路
2、公式表述。
4、适用条件：任何用电器。
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
W
-
Q
Q
UIt
I2Rt
I＜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!
指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
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
W
-
Q
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
　　例1．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（
）
　A．P
　
B．U2/r
　　
C．P2r/U2
D．P-P2r/U2
非纯电阻电路中计算电功率
只能用P=UI，
热功率只能用P热=I2R
所以
正确的是
（C）
电功率与热功率
　（1）区别：
　　电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；
　　热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．
　（2）联系：
　　对纯电阻电路，电功率等于热功率；
　　对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．
例2：对计算任何用电器的电功率都适用的公式（
）
用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）．
所以，正确选项为C、D．
例3．微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1
Ω，当加在它两端的电压为2.0
V时，电流为0.8
A，且能正常工作．求：
(1)它的额定输入功率多大？
(2)工作时由导线发热损失的功率多大？
(3)它的最大输出功率多大？
公式P=IU对于纯电阻电路和非纯电阻电路都适用
无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都用P=I2R计算热功率
根据能量守恒，电动机的输出功率等于输入功率减去发热功率
解析：电动机正常工作时是非纯电阻电路
(1)额定输入功率
P额＝UI＝2×0.8
W＝1.6
W
(2)电动机发热功率
P热＝I2R＝(0.8)2×1
W＝0.64
W
(3)根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率
P出＝P额－P热＝0.96
W.
答案：(1)1.6
W　(2)0.64
W　(3)0.96
W
１、请大家举例身边的电热。
３、身边的电热
２、阅读课本“身边的电热”。
常
见
的
用
电
器
1.
用电器两端电压220V，这意味着
(
)
A.
1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J
B.
1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量
C.
1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W
D.
1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J
D
2.关于电功，下列说法中正确的有
(
)
A.电功的实质是电场力所做的功
B.电功是电能转化为内能的量度
C.电场力做功是电能转化成其他形式能量的量度
D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
AC
3.如图所示的电路中，电炉电阻R＝10
Ω，电动机线圈的电阻r＝1
Ω，电路两端电压U＝100
V，电流表的示数为30
A，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？