高中物理 2.5焦耳定律1课件 新人教版选修3-1

§2.5焦耳定律一、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面的电荷量q=It．则电场力做功即：qUWUItW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）.W=UIt1kW·h＝3.6×106J2．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＝106mW３．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用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）120～150300～800100～150800～120025～60二、焦耳定律1、电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能．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，将电能完全转化为内能．电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？2．焦耳定律：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．焦耳定律适用于纯电阻电路，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、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．３．热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．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．I额=P额/U额=1000/220A≈4.5A例：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=2202/1000Ω解：1.由P=UI知，电炉正常工作时：=48.4Ω例2、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？13.03.0IURWUIP6.1WRIP64.02热%60PPP热纯电阻电路:电能→内能QI2RtWUIt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW-QQUItI2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞消耗的全部电能!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QI2RtWUIt=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/RMWW-QQUIt＞I2RtI＜U/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R例3．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．PB．U2/rC．P2r/U2D．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=I2RC例4、“220V，66W”的电风扇，线圈电阻为20欧，求接上220V电压后，电风扇消耗总功率、转化为机械能的功率和发热功率？如果接上电源后，扇叶被卡住不能转动，求电动机消耗的功率和发热功率？此时为纯电阻电路消耗功率=发热功率=UI=U2/R=2420J产生热量极大，电机极易烧毁例5：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．tWPＤ．CD小结：１．电功UItW３．电功率UItWP４．热功率RItQP2２．焦耳热RtIQ2