高二物理选修3-1焦耳定律课件汇总.pptx

第3章 恒定电流 第 三 节 焦 耳 定 律 对于这些常见的电器，它们的共同特征是什么？ ——电能转化为内能 问题探究 提问：在静电学中，我们怎样计算电场力做功？ 问题探究 一、电功和电功率 如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量q=It　　　． 则电场力做功W＝qU 即：W＝UIt 　　 1．（1）电功定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功． （3）单位：焦（J） 常用单位有千瓦时（kW·h）. 　1kW·h＝3.6×106J 探究结论 （2）公式 W＝UIt 2．（1）电功率：单位时间内电流所做的功 （3）电功率表示电流做功的快慢． （4）单位：瓦（W） 常用单位：千瓦（kW）． 　1kW＝103W ３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率． 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率． 几种常见家用电器的额定功率 探究结论 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 问题探究 实验探究 实验结论：导体产生的热量与导体电阻、通过导体的电流、通电时间有关。 1．内容：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积 ． 3.适用范围：适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路． 纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁、白炽灯等。 非纯电阻电路：电路中含有电动机或有电解槽的电路． 　 探究结论 二、焦耳定律 2．表达式：Q＝I2Rt. 4．热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率． 热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积． 探究结论 问题探究 问题：电功率和热功率都反映做功的快慢，二者意义是否相同？在纯电阻电路中电功和电功率的关系如何？在非纯电阻电路中电功和电功率的关系如何？ 3．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 探究结论 例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求：    （1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 （2） 电炉的电阻 (2)电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω 典例分析 电功率的计算式P=UI 解： (1)由P=UI知，电炉正常工作时：I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 例2. 如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻RM＝0.6 Ω，R＝10 Ω，U＝160 V，电压表的读数为110 V．则： (1)通过电动机的电流是多少？ (2)输入到电动机的电功率是多少？ (3)电动机工作1 h所产生的热量是多少？ 典例精析 电路中含有电动机，欧姆定律不成立 可先计算电阻R的电流，即可得电动机的电流 电动机的输入功率可用电动机的输入电压和输入电流计算 焦耳定律对于电动机同样适用 课堂练习 额定功率相同，用P=I2R分析电流与电阻的关系 课堂练习 适用于任何电路 计算出的是总功 计算出的是总功 对于非纯电阻电路，该式不成立 　　3.一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 课堂练习 根据焦耳定律可计算热量：Q=I2Rt=6480J 4. 一台电动机内阻为1 Ω，接到120 V的电源上．当电动机工作时，电流为10 A．问： (1)电动机输入功率是多少？ (2)电动机发热功率是多少？ (3)输出的机械功率是多少？ 解析： (1)输入功率P电＝UI＝120×10 W＝1 200 W. (2)发热功率P热＝I2r＝102×1 W＝100 W. (3)机械功率P机＝P电－P热＝1 200 W－100 W＝1 100 W. 答案： (1)1 200 W　(2)100 W　(3)1 100 W 课堂练习 由输入电压和输入电流可计算输入功率 发热功率等于I2Rt 输出功率等于输入电流减去发热功率