人教版高中物理選修3-1課件：　2.5　焦耳定律

1、第二章第二章 恒定電流恒定電流第五節(jié)第五節(jié) 焦耳定律焦耳定律學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解并掌握電功、電功率電功、電功率的概念與計(jì)算2 掌握焦耳定律，學(xué)會(huì)計(jì)算導(dǎo)體的電熱電熱與熱熱動(dòng)率動(dòng)率3 認(rèn)識(shí)純電阻純電阻和非純電阻電路非純電阻電路的特點(diǎn)這些用電器有什么共同點(diǎn)？這些用電器有什么共同點(diǎn)？用電器是用電來(lái)工作的器具，它們的用電器是用電來(lái)工作的器具，它們的共同特點(diǎn)共同特點(diǎn)是要是要消耗電能消耗電能，靠靠電流做功電流做功來(lái)工作。來(lái)工作。 Zxxk Zxxk電流做功的過(guò)程，實(shí)際就是電流做功的過(guò)程，實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程。的過(guò)程。探討幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)化情況探討幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)

2、化情況A 電流流過(guò)電爐、電熨斗電流流過(guò)電爐、電熨斗B 電流流過(guò)電解槽電流流過(guò)電解槽C 電流流過(guò)電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電吹風(fēng)電流流過(guò)電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電吹風(fēng)電能轉(zhuǎn)化為熱能電能轉(zhuǎn)化為熱能。電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能 W=qUq=ItW=UIt一、電功和電功率一、電功和電功率 一段電路兩端的電壓為一段電路兩端的電壓為U U ，由于這段電路兩端有電勢(shì)差，由于這段電路兩端有電勢(shì)差，電路中就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下電路中就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I I 。在時(shí)間在時(shí)間

3、t t 內(nèi)通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量?jī)?nèi)通過(guò)這段電路上任一橫截面的電荷量q 為：為：在這個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為：在這個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功為：將將q 代入得：代入得： 在這段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流在這段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱所做的功，簡(jiǎn)稱電功電功。51（1）電功定義：在一段電路中電）電功定義：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱為電功流所做的功，簡(jiǎn)稱為電功（3）單位：焦（）單位：焦（J）常用單位有千瓦時(shí)（常用單位有千瓦時(shí)（kWh）千瓦時(shí)，俗稱千瓦時(shí)，俗稱“度度”，.1kWh3.61

4、06J（2）公式）公式 WUIt 2.（1）電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間）電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功內(nèi)電流所做的功（3）電功率表示電流做功）電功率表示電流做功的快慢的快慢（4）單位：瓦（）單位：瓦（W） 常用單位：千瓦（常用單位：千瓦（kW）1kW103W3. 額定功率和實(shí)際功率額定功率和實(shí)際功率額定功率額定功率:是用電器長(zhǎng)期正常工作時(shí)的最大功率，也就是用電器加上額定是用電器長(zhǎng)期正常工作時(shí)的最大功率，也就是用電器加上額定 電壓時(shí)消耗的功率電壓時(shí)消耗的功率(用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率)， 實(shí)際功率實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下工作的功率。用電器在實(shí)際電壓下工作的功

5、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。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。為了使用電器不被燒壞，要求其為了使用電器不被燒壞，要求其實(shí)際功率不能大于額定功率實(shí)際功率不能大于額定功率 這個(gè)關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實(shí)這個(gè)關(guān)系最初是物理學(xué)家焦耳用實(shí)驗(yàn)得到的，叫驗(yàn)得到的，叫焦耳定律焦耳定律。1. 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)的二次方、導(dǎo)體的電阻體的電阻 R 和通電時(shí)間和通電時(shí)間 t 三者的乘積，即：三者的乘積，即：2. 熱功率熱功率 ：一段電路因發(fā)熱而消耗的功率稱為熱功率。一段電路因發(fā)熱而消耗的功率稱為熱功率。22

6、2 QI RtPI RPItRt 二、焦耳定律二、焦耳定律2QI Rt 1.一根一根 60 的電阻絲接在的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在的電源兩端，在 5 min內(nèi)內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量共產(chǎn)生多少熱量?AARUI6 . 060/36JJRtIQ6480605606 . 022對(duì)于這些常見(jiàn)的電器，它們的共同特征是什么？電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 非純電阻電路和純電阻電路？非純電阻電路和純電阻電路？電能電能全部全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：白熾轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：白熾燈、電爐、電熨斗燈、電爐、電熨斗、電熱毯等電熱毯等只有只有部分部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：電路中含有電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇等。電路中含有電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇等。

7、純電阻與非純電阻純電阻與非純電阻注：注： 對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)時(shí)是非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路轉(zhuǎn)時(shí)是純電阻電路純電阻電路純電阻電路 電能電能W 內(nèi)能內(nèi)能Q I2RtUIt=I = U/RM非純電阻電路非純電阻電路I U/R歐姆定律不適歐姆定律不適用于非純電阻用于非純電阻電路！電路！UIt I2Rt + E=電能電能W 內(nèi)能內(nèi)能Q + +其他形式能量其他形式能量純電阻電路與非純電阻電路純電阻電路與非純電阻電路3純電阻電路和非純電阻電路純電阻電路和非純電阻電路的比較的比較純電阻電路純電阻電路非純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)

8、元件特點(diǎn)電路中只有電電路中只有電阻元件阻元件除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器化為其他形式的能的用電器電流、電壓、電流、電壓、電阻三者的電阻三者的關(guān)系關(guān)系遵循歐姆定律遵循歐姆定律IU/R例例. 對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（是（ ） CDA. P = I2RB. P = U2/RC. P =UID. P = W/ t W=UIt P=W/t=UIP = I2RQ = I2RtQWPttRURtIUItQW非純電阻電路：純電阻電路：22W=UIt RtIQ2例例1. 如圖所示，有一提升重物用的直流如圖所示，有一提

9、升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻RM0.6 ，R10 ，U160 V，電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為110 V則：則：(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(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)電動(dòng)機(jī)工作電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？所產(chǎn)生的熱量是多少？例例2. 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為一臺(tái)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1 ，接到，接到120 V的電源上當(dāng)電的電源上當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電流為動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電流為10 A問(wèn)：?jiǎn)枺?1)電動(dòng)機(jī)輸入功率是多少？電動(dòng)機(jī)輸入功率是多少？(2)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率是多少？電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率是多少？(3)輸出的機(jī)械功率是多少？輸出的機(jī)械功率是多少？解析：解析： (1)輸入功率輸入功率P電電UI12010 W1 200 W.(2)發(fā)熱功率發(fā)熱功率P熱熱I2r1021 W100 W.(3)機(jī)械功率機(jī)械功