高中物理 第三章第三節(jié)《焦耳定律》課件 魯科版選修3-1

1、物理魯科版選修第三章第三節(jié)焦耳定律課件第第3節(jié)節(jié) 焦耳定律焦耳定律第三章第三章 恒定電流恒定電流 請(qǐng)大家舉例利請(qǐng)大家舉例利用電能的例子，用電能的例子，并說(shuō)明這些電能并說(shuō)明這些電能如何轉(zhuǎn)化為其他如何轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的？形式的能量的？一、電能如圖一段電路兩端的電壓為如圖一段電路兩端的電壓為U，通過(guò)的電，通過(guò)的電流為流為I，在時(shí)間，在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)這段電路任一橫截內(nèi)通過(guò)這段電路任一橫截的電荷量的電荷量Itq 則則電場(chǎng)力做功即：電場(chǎng)力做功即： qUW UItW 1電功：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通電功：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱為電功常所說(shuō)的電流所做的功，

2、簡(jiǎn)稱為電功電流在一段電路上所做的功等于這段電路電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓兩端的電壓U、電路中的電流、電路中的電流 I 和通電時(shí)間和通電時(shí)間 t 三者的乘積三者的乘積在國(guó)際單位制中電功的單位是焦（在國(guó)際單位制中電功的單位是焦（J），），常用單位有千瓦時(shí)（常用單位有千瓦時(shí)（kWh）.1kWh3.6106JW=W=UItUIt2電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功（）一段電路上的電功率（）一段電路上的電功率P等于這段電路兩等于這段電路兩端的電壓端的電壓U和電路中電流和電路中電流I的乘積的乘積（）電功率表示電流做功的快慢（）電功率表示電流做功的快慢（）單位：

3、在國(guó)際單位制中是瓦（）單位：在國(guó)際單位制中是瓦（W），常），常用單位還有毫瓦（用單位還有毫瓦（mW），千瓦（），千瓦（kW）1kW103W106mW=10-3MWUItWP額定功率和實(shí)際功率：用電器銘牌上所標(biāo)額定功率和實(shí)際功率：用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是稱的功率是額定功率額定功率，用電器在實(shí)際電壓下，用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是工作的功率是實(shí)際功率實(shí)際功率用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才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等于額定功率幾種常見(jiàn)家用電器的額定功率幾種常見(jiàn)家用電器的額定功率 用電路用電路29吋彩吋彩電電電熨斗電熨斗電冰箱電冰箱微波爐微波爐臺(tái)燈臺(tái)燈額定電壓額定電壓（

4、V）220220220220220額定功率額定功率（W）12015030080010015080012002560二、焦耳定律1電流做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能電流做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程量的過(guò)程電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能電動(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)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在真空中，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，減少的電勢(shì)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，把定向下做加速運(yùn)

5、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)能全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？哪些因素有關(guān)呢？試驗(yàn)探究焦耳定律.swf2焦耳定律：焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q等于電流等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻的二次方、導(dǎo)體的電阻 R 和和通電時(shí)間通電時(shí)間 t 三者的乘積三者的乘積 RtIQ2焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路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：純電阻電路：只含有電阻的電路、如

6、電爐、電只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件也是純電阻器件 非純電阻電路：非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路 熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率率熱功率等于通電導(dǎo)體中電流熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I 的二次方與導(dǎo)體電的二次方與導(dǎo)體電阻阻R 的乘積的乘積 RItQP2I額額=P額額/U額額 =1000/220A 4.5A 例例1：規(guī)格為：規(guī)格為“220V，10

7、00W”的電爐，求：的電爐，求： 1.電爐正常工作時(shí)，通過(guò)電阻絲的電流電爐正常工作時(shí)，通過(guò)電阻絲的電流 2. 電爐的電阻電爐的電阻 2.電爐的電阻：電爐的電阻： R=U額額2/P額額 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，電爐正常工作時(shí)：知，電爐正常工作時(shí)： =48.4探究實(shí)驗(yàn)：探究實(shí)驗(yàn)： 給你玩具電風(fēng)扇給你玩具電風(fēng)扇1臺(tái)、干電池臺(tái)、干電池2節(jié)、電壓表和電流節(jié)、電壓表和電流表各表各 1 只、導(dǎo)線若干。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)總功率作時(shí)總功率(電功率）和輸出的機(jī)械功率。電功率）和輸出的機(jī)械功率。運(yùn)運(yùn)行情況行

8、情況物理物理量量 電電 壓壓 U（V） 電電 流流 I（A） 電電 阻阻 R（ ）總功率總功率電功率電功率（UI）（W）熱功率熱功率 I2R（W）機(jī)械功率機(jī)械功率 UI I2R （W）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)3 0.08 卡卡 住住 30.130 0.24 0.192 0.048 0.30.3030純電阻電路純電阻電路: 電能電能 內(nèi)能內(nèi)能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非純電阻電路非純電阻電路:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能WW - QQUIt I2RtIU/R說(shuō)明：歐說(shuō)明：歐姆定律不姆定律不適用于非適用于非純電阻電純電阻電路！路！指某段電路指某段電路在某段時(shí)間在某段時(shí)間內(nèi)消耗的全內(nèi)消耗的

9、全部電能部電能! ! 指轉(zhuǎn)化為指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那內(nèi)能的那部分電能部分電能!純電阻電路純電阻電路: 非純電阻電路非純電阻電路:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R電功電功 = 電熱電熱：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R電功率電功率=熱功率熱功率：P =P熱熱 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R電功：電功：W= UIt電熱：電熱：Q=I2Rt電功率：電功率：P=UI熱功率：熱功率：P熱熱=I2R例例2加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為消耗的電功

10、率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為，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（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)算非純電阻電路中計(jì)算電功率電功率只能用只能用P=UI， 熱功率只能用熱功率只能用P熱熱=I2R所以所以 正確的是正確的是 （C）3電功率與熱功率電功率與熱功率 （1）區(qū)別：）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上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(guò)消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過(guò)的電流強(qiáng)度的乘積；的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路

11、上因發(fā)熱而消耗的功率決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(guò)這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的定于通過(guò)這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積乘積（2）聯(lián)系：）聯(lián)系：對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率；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能外其他形式的功率之和例題：例題：對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（式是（ ） RIP2RUP2UIP tWP 解析：電功率計(jì)算的普通公式為電功率計(jì)算的普通公式為UItWP用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵等）有的是非純電阻用電器（例電動(dòng)機(jī)、電解等）有的是非純電阻用電器（例電動(dòng)機(jī)、電