焦耳定律_电路中的能量转化.ppt

山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 第2章　直流电路 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 第2章　直流电路 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 返回 焦耳定律电路中的能量转化 教学目标 1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 4、知道闭合电路中各部分功率及电源最大输出功率。 一、电功　 1．电功：电场力（或电流）所做的功。 2．电功的公式：W＝qU= UIt. 3．电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量． 二、电功率 1．电功率即单位时间内电流所做的功，电流在一段电路上做功的功率等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积．表达式为 P ＝ UI. 2．额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。 (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。 三、焦耳定律　热功率 1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． 2．公式：Q＝I2Rt. 3．热功率：单位时间内的发热功率．P热＝ I2R. 例1、一灯泡标有“220V,100W”字样，将其接到110V的电源上（不考虑灯泡电阻的变化）则有 A、灯泡的实际功率为50W B、灯泡的实际功率为25W C、通过灯泡的电流为额定电流的1/2 D、通过灯泡的电流为额定电流的1/4 BC 例2．有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1、L2都标有“220V，110W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后 最暗的是 (　　) A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 C 解析：由P=I2R知，L2比L1暗，L3比L4暗，又由 知L3比L2暗，故最暗的是L3，所以选C 思考：加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，（1）在时间t内，电动机消耗的电能全都转化成电热了吗？都转化成机械能了吗？如何计算电功（率）？如何计算电热（热功率）？ （2）电动机线圈上消耗的热功率为（ ）电动机输出的机械功率为（ ） A．P B．U 2/ r C．P 2r /U 2 D．P – P 2r/ U 2 非纯电阻电路中 计算电功率只能用P=UI， 计算热功率只能用P热=I2R电功与电热的计算有差别 C D 四、纯电阻和非纯电阻电路的区别 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 欧姆定律 能量转化 元件举例 电路中只有电阻元件 电路中除电阻元件外，还有将电能转化为其他能的用电器 项目 说明电功与电热的计算不相同，思考电热能不能用P=UI? 五、对电功和电热的理解 例3.关于电功W和电热Q的说法正确的是(　) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立 解析：选B.W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B对，A、C、D错． B 例4．电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于 (　　) A．计算电冰箱的功率　　 B．计算电风扇的功率 C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率 解析：公式P＝U2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误。 答案：C 例5.一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过的电流相同，则在相同时间内，下列说法正确的是(　　) A．电炉和电动机的电热相等 B．电动机消耗功率大于电炉消耗功率 C．电炉两端电压小于电动机两端电压 D．电炉和电动机两端电压相等 解析：选ABC.此题关键是分清电炉丝是纯电阻用电器，而电动机是非纯电阻用电器． 例6　规格为“220V　55 W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求： (1)接上220V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率及排气扇的效率； (2)如果接上电源排气扇正常工作后，扇叶被突