[高二理化生]第六节焦耳定律.ppt

* 电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。 一、电功 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。 1、定义：电场力(或电流)所做的功. 电功是电能转化为其他形式能的量度. 电场力做功：W=qU　　 一、电功 一段电路两端的电压为U,通过的电流为I, 则在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量： q=I t W=IUt 2、公式: 　　电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、通电时间 t 三者的乘积． 3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h). 　1kW·h＝3.6×106J 一、电功 W=IUt 2、公式: 1、定义：电场力(或电流)所做的功. 电功普适公式 1、定义：单位时间内电流所做的功. 表示电流做功的快慢． 电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积． 3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)． 　1kW＝103W 二、电功率 P =W/t=IU 2、公式: 电功率普适公式 电热Q 2、公式: (1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt 欧姆定律：U=IR Q=I2 R t (2)实验: 1、定义:电流通过导体产生的热量. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量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 ． 焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路． 　纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）． 　　非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路． Q=I2R t 2、公式: 电热Q 3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h). 电热普适公式 1、定义:单位时间内的发热量. 热功率P 　　热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积． P=Q /t=I2R 2、公式: 3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)． 热功率普适公式 纯电阻电路: 非纯电阻电路: 电能 → 内能 电能 → 内能+其它形式的能 Q I2Rt W IUt = I=U/R 电功 = 电热: W= IUt = =I2Rt U2t/R 电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热 W W 其 Q IUt ＞ I2Rt I＜U/R 电功：W= IUt 电热：Q=I2Rt 电功率：P = IU 热功率：P热=I2R R M =Q 完成教材P65 的讨论交流 1、在电源内部，能量是如何转化的？ 2、在外电路上，能量是如何转化的？ 3、你能从能量转化与守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律吗？ 电源的三个功率以及关系 电源的输出功率随外电阻变化的讨论 ①电源的总功率P总=IE ②内耗功率：P内=I2r ③输出功率：P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外 当外电阻为纯电阻电路时 当R外=r时,P出最大，且最大值为 P出m= E2 4r (R外+r)2 = E2 +4r (R外-r)2 R外 P出=I2R外= E2R外 由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢? 闭合电路的U-I图象 U o I E U0 M（I0,U0） β α b a N I0 Im 1）右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象 2）两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流. 3）a的斜率的绝对值表示电源内 阻的大小、b的斜率的绝对值表 示接入电路中外电阻的的大小 4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。 当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩 形面积最大，即输出功率最大。 例题：已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求： ①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。 E r R2 R1 ① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。 练习 如图所示，图线AB是电路的路端电压与电流