焦耳定律（课堂PPT）

1、1.1.理解电功和电功率的概念，能进行相关的计算。理解电功和电功率的概念，能进行相关的计算。2.2.理解热量和热功率的概念，能进行相关的计算。理解热量和热功率的概念，能进行相关的计算。重点：重点：难点：难点：3.3.知道电功率和热功率的区别和联系。知道电功率和热功率的区别和联系。 生活中的物理生活中的物理周末，小明同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。周末，小明同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到小明在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。爸爸回来时看到小明在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。 可是小明的父亲可是小明的父亲用手一摸电视机后盖便用手一摸电视机后盖便

2、发现，小明应该看过电发现，小明应该看过电视。视。谁知道他爸爸是根据谁知道他爸爸是根据什么道理判定的？什么道理判定的？ 电饭煲和电风扇电饭煲和电风扇是常见的两种家电，是常见的两种家电，二者的能量转化情二者的能量转化情况相同吗？况相同吗？va、电流流过、电流流过电饭锅电饭锅vb、电流流过电风扇、电流流过电风扇电能转化为热能。电能转化为热能。电能转化为机械能和热能电能转化为机械能和热能 。比较比较【探究一：电流做功的规律】【探究一：电流做功的规律】如图，一段电路两端的电压为如图，一段电路两端的电压为U，通过的电流为，通过的电流为I，在，在时间时间t内通过这段电路任一横截的电荷量：内通过这段电路任一横

3、截的电荷量：则则电场力做功：电场力做功： ItqqUW UItW 电流在一段电路中所做的功电流在一段电路中所做的功W W等于这段电路两端等于这段电路两端的电压的电压U U、电路中的电流、电路中的电流I I、通电时间、通电时间t t三者的乘积。三者的乘积。4.4.单位：单位：1kWh J2.2.表达式表达式: : 适用范围：任何电路适用范围：任何电路UItW 一、电功一、电功1.1.定义：定义：3.6106 电场力电场力( (或电流或电流) )所做的功。所做的功。焦焦(J(J) )、千瓦时、千瓦时(kWh -(kWh -度度) )1.1.定义定义： 电功率电功率P P等于这段电路上的电流等于这段

4、电路上的电流I I与这段电路与这段电路两端的电压两端的电压U U的乘积。的乘积。3.3.单位：单位：1 kW103 W二、电功率二、电功率2.2.公式公式: :UItWP 适用范围：任何电路适用范围：任何电路单位时间内电流所做的功单位时间内电流所做的功物理意义：物理意义： 表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢瓦瓦(W(W) )、千瓦、千瓦(kW(kW) )。4.4.额定功率和实际功率额定功率和实际功率额定功率额定功率: :用电器在用电器在额定电压额定电压下工作的功率。下工作的功率。 实际功率实际功率: :用电器在用电器在实际电压实际电压下工作的功率。下工作的功率。以灯泡为例：以灯泡为例：（1）

5、当）当（2）当）当（3）当）当灯泡正常发光灯泡正常发光灯泡发光暗淡灯泡发光暗淡灯泡很亮，会被烧坏灯泡很亮，会被烧坏因此：使用用电器时要尽量使实际功率等于额定功率因此：使用用电器时要尽量使实际功率等于额定功率三、焦耳定律三、焦耳定律 当电流通过电阻时，电阻产生热量的现象叫做当电流通过电阻时，电阻产生热量的现象叫做电流的电流的热效应热效应。电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢? ?【探究实验】【探究实验】【探究结论】【探究结论】RtIQ2 英国物理学家焦耳，做了英国物理学家焦耳，做了 400 多多次实验，于次实验，于 1840 年确定了电流产生年确定了电

6、流产生的热量与的热量与电流、电阻电流、电阻和通电和通电时间时间的的关系。关系。 1.焦耳定律：焦耳定律： 电流通过导体产生的热电流通过导体产生的热量等于量等于电流的二次方电流的二次方、导、导体的体的电阻电阻和通电和通电时间时间三者三者的乘积。的乘积。2.单位：焦单位：焦(J)、千瓦时、千瓦时(kWh)。3. 适用于适用于计算计算一切电路中的电热。一切电路中的电热。电热：电热：1.1.定义定义: :单位时间内的发热量。单位时间内的发热量。四、热功率四、热功率2.2.公式公式: :3.3.单位：瓦单位：瓦(W(W) )、千瓦、千瓦(kW(kW) )。热功率等于通电导体中热功率等于通电导体中电流电流

7、的二次方与导体的二次方与导体电电阻阻的乘积。的乘积。2QPI Rt适用于计算一切电路的适用于计算一切电路的热功率热功率物理意义：电能转化为内能的快慢物理意义：电能转化为内能的快慢 规律：规律：QW 五、纯电阻电路和非纯电阻电路五、纯电阻电路和非纯电阻电路RtIUIt2RIUI2电功等于电热：电功等于电热：电功率等于热功率：电功率等于热功率：欧姆定律：欧姆定律：RUI 可见：欧姆定律适用于纯电阻电路可见：欧姆定律适用于纯电阻电路1.纯电阻电路纯电阻电路：电能全部转化为：电能全部转化为内能内能；如白炽电灯、电；如白炽电灯、电炉、炉、转子被卡住的电动机转子被卡住的电动机也是纯电阻用电器。也是纯电阻用

8、电器。 规律：规律：QW RtIUIt2 电功大于电热：电功大于电热：其WRtIUIt2RIUI2电功率大于热功率：电功率大于热功率：可见：欧姆定律不适用于非纯电阻电路可见：欧姆定律不适用于非纯电阻电路欧姆定律：欧姆定律：RUI 2.非纯电阻电路非纯电阻电路：电能转化为内能和其他形式的能量；：电能转化为内能和其他形式的能量；如电路中含有电动机、电解槽等。如电路中含有电动机、电解槽等。电能转化为电能转化为其他形式能其他形式能量的量的总和总和电能转化电能转化为其他形为其他形式能量的式能量的快慢快慢电能转化电能转化为为内能内能的的多少多少电能转化电能转化为内能的为内能的快慢快慢电能只向内能转化时，电

9、功与电热相等，电电能只向内能转化时，电功与电热相等，电功率与热功率相等功率与热功率相等W=UItP =IUQ=I2R tP =I2R1.1.（多选）（多选）关于电功，下列说法中正确的有关于电功，下列说法中正确的有 ( ( ) )A.A.电功的实质是电流做的功电功的实质是电流做的功B.B.电功是电能转化为内能的量度电功是电能转化为内能的量度C.C.电功是电能转化成其他形式能量的量度电功是电能转化成其他形式能量的量度D.D.电流通过电动机时的电功率等于热功率电流通过电动机时的电功率等于热功率ACAC2.2.（多选）（多选）计算任何用电器的电功率都适用的公式计算任何用电器的电功率都适用的公式是是(

10、( ) ) 2P I R2UPRPUIWPtCDCD3 3、一个电动机，线圈电阻是一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端所加，当它两端所加的电压为的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台电动机。这台电动机每分钟所做的机械功有多少每分钟所做的机械功有多少?解析解析: :根据能量守恒定律得根据能量守恒定律得: : UIt = I UIt = I2 2Rt +WRt +W故电动机每分钟所做的机械功为故电动机每分钟所做的机械功为: : W=UI W=UIt t-I-I2 2R Rt t =(220 =(2205 56060-5-52 20.40.46060)J )J =6.54 =6.5410104 4 J J答案：答案：6.546.5410104 4 J J4 4、如图，有一个内阻、如图，有一个内阻r r为为0.60.6 的的直流电