选修3-1焦耳定律课件.ppt

复习： 1、部分电路欧姆定律、电阻定律方程。 2、分析下列导体电阻的变化趋势，并说明它们可能由什么材料构成。,3 焦耳定律,一、电功和电功率,1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的电场力做功,回忆： 在静电学中，电场力做功的特点是什么？表达式？,（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功WAB = qUAB,W=qU,q=It,W=UIt,一、电功和电功率,1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的电场力做功,单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6106J,一、电功和电功率,1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的电场力做功,单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6106J,功能关系：,表达式： W=UIt,电场力做了多少功就有多少电势能转化为其他形式能,电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能,一、电功和电功率,1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的电场力做功,单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6106J,表达式： W=UIt,物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能” 也可以说“消耗了多少电能”,思考：电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件， 电功与这些元件的种类有关吗？,结论：电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U， 通过的电流I和通电时间t有关，与元件的种类无关。,适用于 一切电路做功,一、电功和电功率,1. 电功：电流做功的实质是导体中的电场对自由电荷的电场力做功,单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6106J,表达式： W=UIt,物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说“消耗了多少电能”,适用于 一切电路做功,2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率,PW/tUI,单位：瓦（W） 千瓦kW,表达式：,适用于 一切电路的电功率,物理意义：反映了电流做功的快慢！,探讨几个用电器的能量转化情况,a、电流流过电炉子 b、电流流过充电电池 c、电流流过电风扇,电能转化为内能,电能转化为化学能和内能,电能转化为机械能和内能,想想他们有什么共同点？,灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？,烫手,不烫手,why ？,着火了！,why ？,家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾， 这又是为什么？,即,电能全部转化为热能，电功等于电热,在纯电阻电路中（ ）,二、电热和热功率,1.电热:电流通过导体产生的热量,2.热功率:单位时间内电流通过导体产生的热量,表达式：P热=I2R,白炽灯、电炉等,即,电能全部转化为热能，电功等于电热,在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）,在非纯电阻电路中，（如电动机）,电能大部分转化为机械能， 但不可避免的一小部分转化为热能。,结论：,WQ,UIR,（欧姆定律不适用）,应该是W=E机+Q,1纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等,电能全部转化为热能,电功等于电热,2非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充电等,电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能,电功大于电热,课堂小结,课堂练习1：图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是 ( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UI,C,课堂练习2： 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，则电动机线圈上消耗的热功率为 ( ) AP BU2/r CP2r/U2 DPP2r/U2,C,课堂练习3：为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，可以采用的措施是（ ） A.使电流减半 B.电压减半 C.使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。,D,【4】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6,R=10,U=160 V,电压表的读数为110 V，求： （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）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？,说明：电动机是非线性元件欧姆定律不适用，计算电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。,例题：某直流电动机提升重物的装置如图，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计摩擦，电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2 ）。,作业： 1、优化设计35、36页 2、 预习第4节,谢谢！,在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多.,在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多.,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.,在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多.,1,2,3,实验分析,课堂练习3：有一直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4A，若电动机接入2V电压电路中，电动机正常工作，电流是1A，求电动机正常工作时输出功率多大？如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的