焦耳定律电路中的能量转化课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ks5u精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,6,节,焦耳定律、电路中的能量转化,第二章直流电路,（,1,）焦耳定律,新都升庵中学 孙 东,第 6 节第二章直流电路（1）焦耳,问题导入,电能转换为各种各样的能量使我们的世界变得多姿多彩。那么电能是如何转化为各式各样的能量的呢？,提示：自由下落的小球的能量转换？,重力势能,动能,重力做功,通过,电场力做功,来实现能量转换,问题导入 电能转换为各种各样的能量使我们的世界,2,I,t,电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的静电力做功。,静电力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能。,W=qU,q=It,W=UIt,从能的角度研究电路,请推导电场力做功表达式,It 电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的静电力做,3,一、电功：,1.,定义：电路中电场力对定向移动的自由电荷所做的功，称为电功。也说成是电流的功。,2.,定义式：,W = U I t,这是计算电功普遍适用的公式,3.,单位：焦耳,(J),千瓦时,(kWh),1kWh=3.610,6,J,一、电功：1. 定义：电路中电场力对定向移动的自由电荷所做的,在相同的时间里，电流通过电力机车,的电动机所做的功与家庭里的电风扇的电,动机所做的功相同吗？,在相同的时间里，电流通过电力机车,5,1.,定义：单位时间内电流做的功叫电功率。,P,W / t,U I,3.,单位：瓦（,W,） 千瓦,kW,这是计算电功率普遍适用的公式,二、电功率：,反应电流做功快慢的物理量,2.,定义式：,4.,额定功率与实际功率,1. 定义：单位时间内电流做的功叫电功率。P W / t,6,焦耳定律电路中的能量转化课件,7,它们有什么共同点？,电 能,热 能,电流做功,它们有什么共同点？电 能热 能电流做功,8,同学们在初中已经学过了焦耳定律，它是一个实验定律，你能推导出它的表达式吗？,U,I,R,通电时间,t,电热器的电阻,对于电热器这种用电器：,电能,全部,转换为热能,Q,= I,2,R t,Q,=,W = U I t,U = I R,同学们在初中已经学过了焦耳定律，它是一个实验,9,三、焦耳定律、热功率：,Q =,I,2,R t,1.,内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。,2,.,表达式：,(,电热,),3.,热功率,:,单位时间内的发热量通常称为热功率。,P,热,=,Q,/ t = I,2,R,三、焦耳定律、热功率： Q = I2 R t 1.内,电路中电流对导体所做的功是否,一定等于导体内产生的热呢？,思考并讨论,电路中电流对导体所做的功是否思考并讨论,11,实验探究：,用玩具电动机验证电功率和热功率是否相等？,M,A,V,工作状态,转动时,不转动,U / V,I / A,P / w,P,热,/ w,电动机线圈电阻,r=,实验结论,？,1,0.8,0.15,1.2,0.125,0.8,0.18,0.08,0.18,实验探究：MAV工作状态转动时不转动U / VI / AP,12,实验结论,:,1,电动机不转时（纯电阻用电器）：,电流通过用电器以发热为目的，如,电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡,等,电能全部转化为热能,电功率等于热功率,2,电动机转动时（非纯电阻用电器）：,电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失,.,例,如,电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯,等,电能一部份转化为热能,电功率大于热功率,实验结论:1电动机不转时（纯电阻用电器）：电流通过用电器以,13,四、电功率与热功率：,1,纯电阻电路,:,电能全部转化为热能,电功率等于热功率,电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡、不转的电动机,等,或：,P,热,R,I,R,U,UI,P,=,=,=,=,2,2,四、电功率与热功率：1纯电阻电路:电能全部转化为热能,电功,14,2,非纯电阻电路,:,电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能,电功大于电热,电功,W,电热,Q,其它能,E,它,U I t I R t,2,电功率大于热功率,P,热,R,I,P=UI,=,2,例如,工作的电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯,等,2非纯电阻电路:电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能电,15,例如含有电动机的电路：,M,U,I,U,I,r,E,机,Q,1,计算电功,:,W = U I t,计算电功率,:,P = U I,2,计算电热,:,Q = I R t,2,计算热功率,:,P,热,= I R,2,思考,P,热,= U /,R,2,?,原因：,I U / R,例如含有电动机的电路：MUIUIrE机Q1,计算电功:W =,16,【,例题,】,某电动机线圈电阻,r=4,。给电动机加上,U=220v,电压，则通过其电流为,I=5A,。求：,(1),电动机的输入功率,P,入,；,(2),电动机消耗的热功率,P,热,；,(3),电动机输出机械能的功率,P,机,；,(4)t=1h,，电动机输出的机械能,E,机,。,1100w,100w,1000w,1kwh,若电动机被卡住,I=,？,P,热,=,？,此时为纯电阻电路,I=55A,P,热,=12100w,会烧坏电动机,【例题】某电动机线圈电阻r=4 。给电动机加上U=220v,17,【,练习,】,有一个直流电动机，把它接入,0.2v,电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是,0.4A,；若把电动机接入,2v,电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是,1A,。求：,(1),电动机正常工作时的输出功率多大？,(2),如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？,(1)r=0.5,，,P,出,=1.5w,(2),P,热,=8w,小结,【练习】有一个直流电动机，把它接入0.2v电压的电路时，电机,18,【,扩展,】,，如图，一台直流电动机所加电压为,110V,，通过的电流为,5A.,该电动机在,10s,内把一个质量为,50kg,的物体匀速提高了,9m,，,(,不计摩擦，,g=10m/s2),求,:,(1),电动机的输入电功率；,(2),电动机线圈的电阻。,答案,（,1,）,550W,（,2,）,4,A,110V,v,5A,【扩展】，如图，一台直流电动机所加电压为110V，通过,小结：,一、电功：,W = U I t,二、电功率：,P,W / t,U I,三、焦耳定律、热功率：,Q =,I,2,R t,P,热,=,Q,/ t = I,2,R,四、电功率与热功率的关系,纯电阻电路：电功率热功率,非纯电阻电路：电功率热功率其它功率,小结：一、电功：W = U I t二、电功率：P W /,20,身边的电热,阅读教材,P65,身边的电热阅读教材P65,谢谢大家,谢谢大家,22,1,，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,C,电场力做功是电能转化为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,课后练习：,1，关于电功，下列说法中正确的有( )AC课后练习：,23,2,，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,(,),A,P,B,U,2,/r,C,P,2,r/U,2,D,P - P,2,r/U,2,C,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,24,3,，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为,R,1,，它与电热丝电阻值,R,2,串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为,U,，电流为,I,，消耗的功率为,P,，则有,(,),A,P,UI B,P,I,2,(R,1,R,2,),C,P,UI D,P,I,2,(R,1,R,2,),AD,3，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，,25,4,，一台直流电动机线圈电阻,r,1 ,，与一阻值,R,10 ,的电阻串联，当所加电压,U,150 V,，电动机正常工作时电压表示数,100 V,，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。,P,IU,M,5100 W,500 W,P,热,I,2,r,25 W,P,机,P,P,热,500 W,25 W,475 W,4，一台直流电动机线圈电阻r1 ，与一阻值R10 的,26,5,，某电动机线圈电阻,r=0.4,，正匀速提升一质量,m=200kg,的重物，此时电动机输入电压,U=220v,电压，电流为,I=50A,。,(,不计摩擦，,g=10m/s,2,),求重物上升的速度。,解：由能量守恒,U I t = I R t + m g h,2,故：,U I = I R + m g v,2,所以,v = 5m/s,A,220V,v,50A,5，某电动机线圈电阻r=0.4 ，正匀速提升一质量m=20,27,