選修3-1 焦耳定律ppt課件

1、復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 1、部分電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電阻定律方程。、電阻定律方程。 2、分析以下導(dǎo)體電阻、分析以下導(dǎo)體電阻的變化趨勢(shì)，并闡明它們的變化趨勢(shì)，并闡明它們能夠由什么資料構(gòu)成。能夠由什么資料構(gòu)成。一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自在電荷的電場(chǎng)力做功在電荷的電場(chǎng)力做功回想：回想： 在靜電學(xué)中，電場(chǎng)在靜電學(xué)中，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是什么？力做功的特點(diǎn)是什么？表達(dá)式？表達(dá)式？1 1特點(diǎn)：特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與途徑無(wú)關(guān)，只取決于初末位置的電勢(shì)差電場(chǎng)力做功與途徑無(wú)關(guān)，只取決于初末位置的電勢(shì)差2 2利用電勢(shì)差求電功利

2、用電勢(shì)差求電功WAB = qUABWAB = qUABW=qUq=ItW=UIt一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自在電荷的電場(chǎng)力做功在電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J) (J) 千瓦時(shí)千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6(kWh) 1kWh=3.6106J106J一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自在電荷的電場(chǎng)力做功在電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J) (J) 千瓦時(shí)千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6(kWh)

3、1kWh=3.6106J106J功能關(guān)系：功能關(guān)系：表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt電場(chǎng)力做了多少功就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他方式能電場(chǎng)力做了多少功就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他方式能電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自在電荷的電場(chǎng)力做功在電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J) (J) 千瓦時(shí)千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6(kWh) 1kWh=3.6106J106J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義：反映了

4、物理意義：反映了“多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能 也可以說(shuō)也可以說(shuō)“耗費(fèi)了多少電能耗費(fèi)了多少電能思索：電路中如有白熾燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等元件，思索：電路中如有白熾燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等元件， 電功與這些元件的種類(lèi)有關(guān)嗎？電功與這些元件的種類(lèi)有關(guān)嗎？結(jié)論：電功結(jié)論：電功W W耗費(fèi)了多少電能只與元件兩端的電壓耗費(fèi)了多少電能只與元件兩端的電壓U U， 經(jīng)過(guò)的電流經(jīng)過(guò)的電流I I和通電時(shí)間和通電時(shí)間t t有關(guān)，與元件的種類(lèi)無(wú)關(guān)。有關(guān)，與元件的種類(lèi)無(wú)關(guān)。 適用于適用于一切電路做功一切電路做功一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的

5、本質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自在電荷的電場(chǎng)力做功在電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J) (J) 千瓦時(shí)千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6(kWh) 1kWh=3.6106J106J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義：反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能物理意義：反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他方式的能 也可以說(shuō)也可以說(shuō)“耗費(fèi)了多少電能耗費(fèi)了多少電能 適用于適用于一切電路做功一切電路做功2.2.電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率PW/tUI單位：瓦W 千瓦kW表達(dá)式：表達(dá)式： 適用于適用于一切電路的電一切電路的電功率功率物理意義：反映了電流做功的快慢！物理

6、意義：反映了電流做功的快慢！討論幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)化情況討論幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)化情況a、電流流過(guò)電爐子、電流流過(guò)電爐子b、電流流過(guò)充電電池、電流流過(guò)充電電池c、電流流過(guò)電風(fēng)扇、電流流過(guò)電風(fēng)扇 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能 想想他們有什么共同點(diǎn)？燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線(xiàn)中流過(guò)一樣的電燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線(xiàn)中流過(guò)一樣的電流，燈泡和電線(xiàn)都要發(fā)熱，可是實(shí)踐上燈泡熱得流，燈泡和電線(xiàn)都要發(fā)熱，可是實(shí)踐上燈泡熱得發(fā)光，電線(xiàn)的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？發(fā)光，電線(xiàn)的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？燙手燙手不燙手

7、why why ？著火了！著火了！why why ？家庭電路中運(yùn)用功率過(guò)大的用電器能夠引起火災(zāi)，家庭電路中運(yùn)用功率過(guò)大的用電器能夠引起火災(zāi)，這又是為什么？這又是為什么？UIt WQ電熱：即即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱在純電阻電路中在純電阻電路中 IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱： 二、電熱和熱功率二、電熱和熱功率1.1.電熱電熱: :電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量RtI2Q 焦焦耳耳定定律律：2.2.熱功率熱功率: :單位時(shí)間內(nèi)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量單位時(shí)間內(nèi)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量表達(dá)式：表達(dá)式：P P熱熱=I2R=I2R白熾燈、電爐等白熾

8、燈、電爐等UIt WQ電熱：即即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱在純電阻電路中白熾燈、電爐等在純電阻電路中白熾燈、電爐等IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱：在非純電阻電路中，如電動(dòng)機(jī)在非純電阻電路中，如電動(dòng)機(jī)電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但不可防止的一小部分轉(zhuǎn)化為熱能。但不可防止的一小部分轉(zhuǎn)化為熱能。UItW電功：tRUtUIt22RIQW結(jié)論：結(jié)論：tRIQ2電熱：WQUIR歐姆定律不適用歐姆定律不適用應(yīng)該是應(yīng)該是W=E機(jī)機(jī)+Q1純電阻用電器:電流經(jīng)過(guò)用電器以發(fā)熱為目的如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈泡等電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱

9、2非純電阻用電器:電流經(jīng)過(guò)用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的方式的才干為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以防止的熱能損失.例如電動(dòng)機(jī)、給蓄電池充電等電能大部分轉(zhuǎn)化為其它能，一小部分轉(zhuǎn)化為熱能電功大于電熱QRtItRUUItW22其它WQW熱電PRURIUI22P其熱電PPP課堂小結(jié)課堂小結(jié)電功電功電熱電熱公式公式W=UItQ=I2Rt物理物理意義意義消耗了多少電能消耗了多少電能電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生了多少熱量了多少熱量純電純電阻阻非純非純電阻電阻W=UItQ=I2RtQRtItRUUItW22課堂練習(xí)課堂練習(xí)1：圖中虛線(xiàn)框內(nèi)是一個(gè)未知電路，：圖中虛線(xiàn)框內(nèi)是一個(gè)未知電路，測(cè)得它的兩端點(diǎn)測(cè)得它的兩

10、端點(diǎn)a，b之間的電阻是之間的電阻是R，在，在a，b之間加上電壓之間加上電壓U，測(cè)得流過(guò)這電路的電流，測(cè)得流過(guò)這電路的電流為為I，那么未知電路的電功率一定是，那么未知電路的電功率一定是 ( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UIC課堂練習(xí)課堂練習(xí)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)耗費(fèi)的電功率為電動(dòng)機(jī)耗費(fèi)的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為為r，那么電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈上耗費(fèi)的熱功率為，那么電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈上耗費(fèi)的熱功率為 ()APBU2/rCP2r/U2DPP2r/U2C課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：為了使電爐耗費(fèi)的電功率減小到：為了使電爐耗費(fèi)的電功率

11、減小到原來(lái)的一半，可以采用的措施是原來(lái)的一半，可以采用的措施是 A.使電流減半使電流減半 B.電壓減半電壓減半 C.使電爐的電阻減半使電爐的電阻減半 D.使電壓和電爐的電阻各減一半。使電壓和電爐的電阻各減一半。D【4 4】如下圖，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻】如下圖，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻r=0.6,R=10,U=160 V,r=0.6,R=10,U=160 V,電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為110 V110 V，求：，求：1 1經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？2 2輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？3 3在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率是多少？在電動(dòng)機(jī)中

12、發(fā)熱的功率是多少？4 4電動(dòng)機(jī)任務(wù)電動(dòng)機(jī)任務(wù)1 h1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？所產(chǎn)生的熱量是多少？闡明：電動(dòng)機(jī)是非線(xiàn)性元件歐姆定律不適用，計(jì)算電流時(shí)，闡明：電動(dòng)機(jī)是非線(xiàn)性元件歐姆定律不適用，計(jì)算電流時(shí)，不能用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓除以電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻。經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)不能用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓除以電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻。經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)耗費(fèi)的電功率遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的熱功率。，電動(dòng)機(jī)耗費(fèi)的電功率遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的熱功率。例題：某直流電動(dòng)機(jī)提升重物的安裝如圖例題：某直流電動(dòng)機(jī)提升重物的安裝如圖，重物質(zhì)量，重物質(zhì)量m=50kg，電源提供恒定電壓，電源提供恒定電壓U=110V，不計(jì)摩擦，電動(dòng)機(jī)以，不計(jì)摩擦，電動(dòng)機(jī)以v=0.90m/s的

13、恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中電流的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中電流I=5A，求電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻，求電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻Rg=10m/s2 。作業(yè)：作業(yè)： 1、35、36頁(yè)頁(yè) 2、 預(yù)習(xí)第預(yù)習(xí)第4節(jié)節(jié)在通電電流和通電時(shí)間一樣的條件下，電阻越大，在通電電流和通電時(shí)間一樣的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 在電阻和通電時(shí)間一樣的條件下，電流越大，電流在電阻和通電時(shí)間一樣的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多產(chǎn)生的熱量越多. . 進(jìn)一步的研討闡明產(chǎn)生的熱量與電流的平方進(jìn)一步的研討闡明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比成正比. . 在通電電流和電阻一樣的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，在通電電流和電阻一樣的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 123實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：有不斷流電動(dòng)機(jī)，把它接入：有不斷流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.4A，假設(shè)電動(dòng)機(jī)接，假設(shè)電動(dòng)機(jī)接入入2V電壓電路中，電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)，電電壓電路中，電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)，電流是流是1A，求電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)時(shí)輸出功率，求電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)時(shí)輸出功率多大？假設(shè)電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)時(shí)，轉(zhuǎn)子忽多大？假設(shè)電動(dòng)機(jī)正常任務(wù)時(shí)，轉(zhuǎn)子忽然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率