课件：高二物理焦耳定律.ppt

第五节《焦耳定律》 教学目标 （一）知识与技能 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。 （二）过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。 （三）情感、态度与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。 【教学重点】 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】 电功率和热功率的区别和联系。 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　　　． 则电场力做功　　　　　即：　　 1．电功：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． 　　电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积． 　在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）. 　1kW·h＝3.6×106J 2．电功率：单位时间内电流所做的功 （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． （２）电功率表示电流做功的快慢． （３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）． 　1kW＝103W＝106mW=10-3MW 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 用电路 29吋彩电 电熨斗 电冰箱 微波炉 台灯 额定电压（V） 220 220 220 220 220 额定功率（W） ～150 300～800 100～150 800～1200 40～60 二、电功率和热功率 1．电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程． 　　电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能． 　　在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能． 2．焦耳定律：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 ． 焦耳定律适用于纯电阻电路，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、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件． 　　非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路． ３．热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率． 　　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． I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 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 解：1.由P=UI知，电炉正常工作时： =48.4Ω 探究实验： 给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流 表各 1 只、导线若干。 请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工 作时总功率(电功率）和输出的机械功率。 运 行情况 物理　量 电 压 U （V） 电 流 I （A） 电 阻 R （ Ω） 总功率 [电功率]（UI）（W） 热功率 I2R （W） 机械功率 UI －I2R （W） 转动 3 0.08 卡 住 3 0.1 30 0.24 0.192 0.048 0.3 0.3 0 30 纯电阻电路: 电能 → 内能 Q I2Rt W UIt = I=U/R M 非纯电阻电路: 电能 → 内能+其它形式的能 W W - Q Q UIt I2Rt I＜U/R 说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！ ＞ 指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! 指转化为内能的那部分电能! 纯电阻电路: 非纯