人教版_选修1-1_六、电流和热效应课件28张PPT (1)

恒定电流
想想他们有什么共同点？
电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。
一、电功
功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。
电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电功是电能转化为其他形式能的量度.
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的电荷量： q=I t
W=UIt
2、公式:
　　电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、通电时间 t 三者的乘积．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
　1kW·h＝3.6×106J
一、电功
W=UIt
2、公式:
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电功普适公式
2、定义：单位时间内电流所做的功.

电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．
4、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
　1kW＝103W
二、电功率
P =W/t=IU
3、公式:
电功率普适公式
1 、物理意义：电流做功的快慢．
额定功率和实际功率
额定功率:用电器在额定电压下工作的功率.
实际功率:用电器在实际电压下工作的功率.
几种常见家用电器的额定功率
用电器
29寸彩电
电熨斗
电冰箱
微波炉
台灯
额定电压（V）
220
220
220
220
220
额定功率（W）
～150
300～800
100～150
800～1200
40～60
二、电功率
输入功率和输出功率
输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积.
输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.
　 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，将电能全部转化为内能．
三、电热
1、定义:电流通过导体产生的热量.
电流通过导体时产生的热量 与哪些因素有关呢?
三、电热
2、公式:
电能全部转化为内能：
Q=W=IUt
欧姆定律：U=IR
Q=I2 R t
1、定义:电流通过导体产生的热量.
焦耳定律：电流通过导体产生的热量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 ．
焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路．
　纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）．
　　非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路．
Q=I2R t
2、公式:
三、电热
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
电热普适公式
1、定义:单位时间内的发热量.
四、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．
P=Q /t=I2R
2、公式:
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
热功率普适公式
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
IUt
=
I=U/R
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
W其
Q
IUt
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!
R
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
IUt
=
I=U/R
电功 = 电热:
W=
IUt =
=I2Rt
U2t/R
电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热
W
W 其
Q
IUt
＞ I2Rt
I＜U/R
电功：W= IUt
电热：Q=I2Rt
电功率：P = IU
热功率：P热=I2R
R
M
=Q
例1：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )
解析：
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)．
只有在纯电阻用电器的前提下，才可由
改写电功率的表达式．
所以，正确选项为C、D．
计算电功率的普适公式为:
IU
t
W
P
=
=
例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( )
计算热功率的普适公式为:
I2R
t
Q
P
=
=
例3、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?
解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:
P电＝P热+P机
由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 ＝I2R
消耗的电功率为: P电＝IU
因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R
根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:
W＝P机t=(IU一I2R)t
=(5×220-52×0.4) ×60J =6.54×104J
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
=6.54×104 J
例3、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?
1.电功:
IUt
W
=
2.电功率:
IU
t
W
P
=
=
3.电热:
Rt
I
Q
2
=
4.热功率:
R
I
t
Q
P
2
=
=
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
电功、电功率的计算
1、用电器正常工作的条件：
①用电器两端的实际电压等于其额定电压.
②用电器中的实际电流等于其额定电流．
③用电器的实际电功率等于其额定功率．
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件.
灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
2、用电器接入电路时：
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．
②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.
1、一个电炉额定电压为220V，额定功率为800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率为多大?
200W
2、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
R1
R2
R3
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。
3、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
4、在电阻上除了标明电阻值，还标明额定功率值，这是它工作时允许消耗的最大功率，超过这个功率，电阻器就会被烧坏。现有一个“100Ω 4W”的电阻器，允许通过这个电阻器的最大电流为多大？允许加在这个电阻器两端的电压为多大？
0.2A;20V
拓展：有人用一个“100Ω，4W”的电阻和一个“50Ω，8W”的电阻串联，作为150Ω电阻使用，则该 150Ω电阻允许通过的最大电流为____；能承受的最大电压为_____；额定功率为 。
0.2A;30V;6W
5、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”字样，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？
B
L1
L2
L1
L1
L1
L2
L2
L2
A B C D
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）
　　6、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 C．P2r/U2 D．P-P2r/U2
c
作业:
P55问题与练习:4、5