教科版高中物理选修3-1第二章 2.6焦耳定律-电路中的能量转化 课件（13张ppt）

(共13张PPT)
2.6
焦耳定律
电路中的能量转化
一、电功
1.
电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功．
回忆：
在静电学中，电场力做功的特点是什么？表达式？
（1）特点：电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差
（2）利用电势差求电功——WAB
=
qUAB
2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢．
3.国际单位：瓦（W）
1W=1J/s
常用单位补充：毫瓦（mW），千瓦（kW），兆瓦（MW）
　1kW＝103W＝106mW=10-3MW
1.电功率：电流所做的功与做这些功所用
时间的比值叫做电功率．
二、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
适用于
一切电路的电功率
三、焦耳定律
热功率
1.焦耳热:电流通过电阻而产生的热量Q
3.热功率:电阻通电所产生的热量Q与产生这
些热量所用时间t的比值
表达式：
2.焦耳定律:电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的
二次方成正比，跟电阻值R成正比，跟
通电时间t成正比。
即
电能全部转化为热能，电功等于电热
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）
在非纯电阻电路中，（如电动机）
电能大部分转化为机械能，
但不可避免的一小部分转化为热能。
结论：
W>Q
U>IR
（欧姆定律不适用）
应该是W=E机+Q
问题:
1.灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，为什么电线的发热却觉察不出来？
2.电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？
家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾
纯电阻和非纯电阻电路的区别
纯电阻电路
非纯电阻电路
元件特点
欧姆定律
能量转化
元件举例
电路中只有电阻元件
电路中除电阻元件外，还有将电能转化为其他能的用电器
项目
I额=P额/U额
代入数据解得：I额≈4.5A
例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求：
???
（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流
（2）电炉的电阻
（2）电炉的电阻：
R=U额2/P额
解：（1）由P=UI知，电炉正常工作时：
代入数据解得：R=48.4Ω
例2.一台电动机，线圈电阻是0.4
?，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少，效率是多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的功率为多少？
课堂练习1：一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是(
)
A
.
I2R
B
.U2/R
C.
UI
D.I2R+UI
精讲细练
课堂练习2：一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（
）
A．U＝4V
B．U=8V
C．E＝16J
D．E=32J
例1.关于电功W和电热Q的说法正确的是(
　)
A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q
B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立
解析：选B.W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B对，A、C、D错．
B
例2、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（
）电动机输出的机械功率为（
）
A．P
B．U2/r
C．P2r/U2
D．P–P2r/U2
C
D