物理：2.5《焦耳定律》課件(新人教版選修3-1).ppt

第二章恒定電流,第五節(jié) 焦耳定律,教學(xué)目標(biāo),（一）知識(shí)與技能 1、理解電功的概念，知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2、理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 （二）過程與方法 通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒，進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。,【教學(xué)重點(diǎn)】 電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。 【教學(xué)難點(diǎn)】 電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 【教學(xué)方法】 等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法 【教學(xué)儀器】 燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī),一、電功和電功率,如圖一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路任一橫截的電荷量 ,則電場(chǎng)力做功 即：,1電功：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱為電功,電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流 I 和通電時(shí)間 t 三者的乘積,在國際單位制中電功的單位是焦（J），常用單位有千瓦時(shí)（kWh）.,1kWh3.6106J,2電功率：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功,（）一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積,（）電功率表示電流做功的快慢,（）單位：在國際單位制中是瓦（W），常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）,1kW103W106mW=10-3MW,額定功率和實(shí)際功率：用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率，用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是實(shí)際功率 用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才等于額定功率,幾種常見家用電器的額定功率,二、電功率和熱功率,1電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程 電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能,在真空中，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電荷的動(dòng)能；在金屬導(dǎo)體中，在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動(dòng)的功能傳給離子，使離子熱運(yùn)動(dòng)加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,2焦耳定律：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻 R 和通電時(shí)間 t 三者的乘積 ,焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路,純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件,非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路,熱功率：單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率 熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I 的二次方與導(dǎo)體電阻R 的乘積,I額=P額/U額 =1000/220A 4.5A,例1：規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，求： 1.電爐正常工作時(shí)，通過電阻絲的電流 2. 電爐的電阻,2.電爐的電阻： R=U額2/P額 =2202/1000,解：1.由P=UI知，電爐正常工作時(shí)：,=48.4,探究實(shí)驗(yàn)： 給你玩具電風(fēng)扇1臺(tái)、干電池2節(jié)、電壓表和電流 表各 1 只、導(dǎo)線若干。 請(qǐng)你設(shè)法測(cè)出電風(fēng)扇的直流電阻，以及電風(fēng)扇工 作時(shí)總功率(電功率）和輸出的機(jī)械功率。,30,純電阻電路:,電能 內(nèi)能,Q I2Rt,W UIt,=,I=U/R,M,非純電阻電路:,電能 內(nèi)能+其它形式的能,W,W - Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,說明：歐姆定律不適用于非純電阻電路！,指某段電路在某段時(shí)間內(nèi)消耗的全部電能!,指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能!,純電阻電路:,非純電阻電路:,電能 內(nèi)能,電能 內(nèi)能+其它形式的能,Q I2Rt,W UIt,=,I=U/R,電功 = 電熱,：W=Q,= UIt,=I2Rt,=U2t/R,電功率=熱功率：P =P熱 = UI = I2R = U2/R,M,W,W - Q,Q,UIt, I2Rt,IU/R,電功：W= UIt,電熱：Q=I2Rt,電功率：P=UI,熱功率：P熱=I2R,例2加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消 耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2,非純電阻電路中計(jì)算電功率 只能用P=UI， 熱功率只能用P熱=I2R,3電功率與熱功率 （1）區(qū)別： 電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積； 熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積 （2）聯(lián)系： 對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率； 對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和,例題：,對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（ ）,解析：,電功率計(jì)算的普通公式為,用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵等）有的是非純電