高中物理 第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律课件2 新人教版选修3-1.ppt

第二章恒定电流 第五节焦耳定律 对于这些常见的电器 它们的共同特征是什么 电能转化为内能 问题探究 提问 在静电学中 我们怎样计算电场力做功 问题探究 一 电功和电功率 如图一段电路两端的电压为U 通过的电流为I 在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量q It 则电场力做功W qU即 W UIt 1 1 电功定义 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 3 单位 焦 J 常用单位有千瓦时 kW h 1kW h 3 6 106J 探究结论 2 公式W UIt 2 1 电功率 单位时间内电流所做的功 3 电功率表示电流做功的快慢 4 单位 瓦 W 常用单位 千瓦 kW 1kW 103W 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 探究结论 电炉丝和导线通过电流相同 为什么电炉丝热得发红 而导线却几乎不发热 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 问题探究 实验探究 实验结论 导体产生的热量与导体电阻 通过导体的电流 通电时间有关 1 内容 电流通过导体时产生的热量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 3 适用范围 适用于纯电阻电路 也适用于非纯电阻电路 纯电阻电路 只含有电阻的电路 如电炉 电烙铁 白炽灯等 非纯电阻电路 电路中含有电动机或有电解槽的电路 探究结论 二 焦耳定律 2 表达式 Q I2Rt 4 热功率 单位时间内导体的发热量叫做热功率 热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积 探究结论 问题探究 问题 电功率和热功率都反映做功的快慢 二者意义是否相同 在纯电阻电路中电功和电功率的关系如何 在非纯电阻电路中电功和电功率的关系如何 3 纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 探究结论 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 2202 1000 48 4 典例分析 电功率的计算式P UI 解 1 由P UI知 电炉正常工作时 I额 P额 U额 1000 220A 4 5A 1 一根60 的电阻丝接在36V的电源两端 在5min内共产生多少热量 针对训练 根据焦耳定律可计算热量 Q I2Rt 6480J 例2 如图所示 有一提升重物用的直流电动机 内阻RM 0 6 R 10 U 160V 电压表的读数为110V 则 1 通过电动机的电流是多少 2 输入到电动机的电功率是多少 3 电动机工作1h所产生的热量是多少 典例分析 电路中含有电动机 欧姆定律不成立 可先计算电阻R的电流 即可得电动机的电流 电动机的输入功率可用电动机的输入电压和输入电流计算 焦耳定律对于电动机同样适用 2 一台电动机内阻为1 接到120V的电源上 当电动机工作时 电流为10A 问 1 电动机输入功率是多少 2 电动机发热功率是多少 3 输出的机械功率是多少 解析 1 输入功率P电 UI 120 10W 1200W 2 发热功率P热 I2r 102 1W 100W 3 机械功率P机 P电 P热 1200W 100W 1100W 答案 1 1200W 2 100W 3 1100W 针对训练 由输入电压和输入电流可计算输入功率 发热功率等于I2Rt 输出功率等于输入电流减去发热功率 课堂练习 额定功率相同 用P I2R分析电流与电阻的关系 课堂练习 2 如下图所示 电路两端的电压U保持不变 电阻R1 R2 R3消耗的电功率一样大 则电阻之比R1 R2 R3是 A 1 1 1B 4 1 1C 1 4 4D 1 2 2 课堂练习 适用于任何电路 计算出的是总功 计算出的是总功 对于非纯电阻电路 该式不成立