第二章恒定電流2.5焦耳定律景國發(fā)

1、恒定電流恒定電流想想他們有什么共同點(diǎn)？什么是電流的熱效應(yīng)？什么是電流的熱效應(yīng)？ 導(dǎo)體中有電流通過的時候，導(dǎo)體要導(dǎo)體中有電流通過的時候，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 a、電流流過電爐、電流流過電爐 b、電流流過電解槽、電流流過電解槽 c、電流流過電風(fēng)扇、電流流過電風(fēng)扇 d、電流流顯示屏、電流流顯示屏電能轉(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 l電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能 電流做功電流做功分析下列現(xiàn)象，其能量是如何轉(zhuǎn)化的分析下列現(xiàn)象，其能量是如何轉(zhuǎn)化的? ?1

2、1、純電阻電路、純電阻電路2 2、非純電阻電路、非純電阻電路電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能 W=qUq=ItW=UIt 恒定電場對自由電荷的靜電力作正功，電恒定電場對自由電荷的靜電力作正功，電勢能減小，其它形式的能增加。勢能減小，其它形式的能增加。電流做功的實(shí)質(zhì)是什么？電流做功的實(shí)質(zhì)是什么？提高認(rèn)識：（1）電流做功的本質(zhì)是靜電力做功；（2）根據(jù)靜電場的電勢差的定義式推出電流做功的表達(dá)式。21EEWUItqUWtRURtIW22RUI J kWhtWPUIPRURIP22RUI W kW額定功率和實(shí)際功率 1、在用電器或電器設(shè)備上通常會有銘牌，標(biāo)注其電壓和功率，這上邊的電壓叫做額額定電

3、壓定電壓，對應(yīng)功率叫做額定功率額定功率。即在電器兩端加的電壓是額定電壓情況下，通過的電流為額定電流，用電器能處于額定功率正常正常工作。 2、當(dāng)兩端的電壓不是額定電壓時候，通過的電流不是額定電流，實(shí)際消耗的功率叫做實(shí)際功率實(shí)際功率。1 1 1 12 2 2 2由能量守恒易知，輸入功率等于由能量守恒易知，輸入功率等于輸出功率加上熱功率輸出功率加上熱功率輸入功率和輸出功率2、理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)：、理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)：1、研究內(nèi)容、研究內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)系。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)系。（1）焦耳最早通過實(shí)驗(yàn)證明。焦耳最早通過實(shí)驗(yàn)證明。（2）理論推導(dǎo)。理論推導(dǎo)。UItW Rt

4、IQ2RUI QW 3、內(nèi)容：內(nèi)容：表達(dá)式表達(dá)式RtIQ24、適用條件：、適用條件：電流通過某導(dǎo)體，在時間電流通過某導(dǎo)體，在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量內(nèi)產(chǎn)生的熱量, 跟跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。任何用電器或電路任何用電器或電路電功率和熱功率如何表示？電功率和熱功率如何表示？電功指某段電路在某段時電功指某段電路在某段時間內(nèi)消耗的全部電能間內(nèi)消耗的全部電能電熱電熱指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能電能聯(lián)系聯(lián)系區(qū)別區(qū)別五、電功和電熱的比較五、電功和電熱的比較 純電阻電路中，電能全部變成了熱，純電阻電路中，電能全部變成了熱，電功電功=電熱電熱W

5、=Q =UIt =I2Rt =U2t/R電功率電功率=熱功率熱功率 I=U/R非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能非純電阻電路中，電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電解槽：電解槽：電能電能=化學(xué)能化學(xué)能+熱能熱能 電動機(jī)：電能電動機(jī)：電能=機(jī)械能機(jī)械能+熱能熱能 UIt I2Rt 電功率電功率熱功率熱功率 IU/R 一個電動機(jī)，線圈電阻是一個電動機(jī)，線圈電阻是0.4，當(dāng)它兩端所，當(dāng)它兩端所加的電壓為加的電壓為220V的時，通過的電流是的時，通過的電流是5A。這。這臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少？臺電動機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少？課本課本54例例1 解：電動機(jī)消耗的輸入功率一部分轉(zhuǎn)化為解：電動機(jī)消耗的輸

6、入功率一部分轉(zhuǎn)化為了線圈發(fā)熱的熱功率，一部分轉(zhuǎn)化為輸出了線圈發(fā)熱的熱功率，一部分轉(zhuǎn)化為輸出功率。則功率。則 P電電=P熱熱+P機(jī)機(jī) P電電 = UI P熱熱 = I R 則則P機(jī)機(jī) = P電電 P熱熱 = UI I R 則每分鐘做的機(jī)械功為則每分鐘做的機(jī)械功為 W= P機(jī)機(jī) t =（ UI I R）t = 6.5410 J 例例2 有一個直流電動機(jī)，把它接入0.2 V電壓的電路時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4 A若把它接入2 V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1 A. (1)求電動機(jī)正常工作時的輸出功率 (2)若在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率為多大？ 解

7、：線圈電阻R= U1/I1=0.2/0.4=0.5 輸入功率P=U2I2=21 W = 2 W 線圈消耗的熱功率P1=I R=1 0.5W=0.5W 輸出功率P2=P-P1=2W-0.5W=1.5W 此時電路是純電阻電路 故熱功率為P=U /R=8 W電熱電熱1. 1. 電功電功W W 定義：定義：在一段電路中電場力所做的功在一段電路中電場力所做的功, ,也就是通常也就是通常 說的電流所做的功說的電流所做的功, ,簡稱電功簡稱電功. . 公式：公式：W=UItW=UIt 單位：單位：J J 2. 2. 電功率電功率P P 定義：定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電

8、功率 公式：公式：P=W/t=UIP=W/t=UI 單位：單位：W WkWkWhkWh1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率小結(jié)：電功和電功率、電熱和熱功率 3. 3. 焦耳定律焦耳定律 內(nèi)容：內(nèi)容：電流通過某導(dǎo)體，在時間電流通過某導(dǎo)體，在時間t t內(nèi)產(chǎn)生的熱量內(nèi)產(chǎn)生的熱量, , 跟電流的跟電流的 平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 公式：公式：P P熱熱=Q/t=I=Q/t=I2 2R R 單位：單位：W kWW kW4. 4. 熱功率：熱功率：P P熱熱 導(dǎo)體在單位時間

9、內(nèi)發(fā)出的熱量導(dǎo)體在單位時間內(nèi)發(fā)出的熱量1、如圖、如圖256所示，電源電壓為所示，電源電壓為60 V，內(nèi)阻不，內(nèi)阻不計(jì)，電阻計(jì)，電阻R2 ，電動機(jī)的內(nèi)阻，電動機(jī)的內(nèi)阻R01.6 ，理，理想電壓表的示數(shù)為想電壓表的示數(shù)為50 V，電動機(jī)正常工作，求電，電動機(jī)正常工作，求電動機(jī)的輸出功率動機(jī)的輸出功率圖圖256作業(yè)作業(yè)作業(yè)作業(yè)2、某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置如上圖所、某一用直流電動機(jī)提升重物的裝置如上圖所示，重物質(zhì)量示，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)各處摩擦，當(dāng)電動機(jī)以，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動機(jī)以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中電流強(qiáng)度的恒定速度向上提升重物時，電