《焦耳定律》课件(2)(1)

1、第五节：焦耳定律第五节：焦耳定律1.理解电功及电功率，理解电能和其他形式的能量转化理解电功及电功率，理解电能和其他形式的能量转化的关系。的关系。2.知道焦耳定律的物理意义，掌握焦耳定律在生活中的知道焦耳定律的物理意义，掌握焦耳定律在生活中的应用。应用。3.从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻和非纯电阻电路。电阻和非纯电阻电路。教学目标教学目标一、电功和电功率1电功电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压路两端的电压U、电路中的电流、电路中的电流I和通电时间和通电时间t三三者

2、的乘积者的乘积(2)公式：公式：WIUt.(3)国际单位：焦，符号：国际单位：焦，符号：J.(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功在做功(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能即电功是电能转化为其能转化为其他形式的能即电功是电能转化为其他形式的能的量度他形式的能的量度WUIt适用于任何电路注意：注意：2电功率电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功定义：单位时间内电流所做的功(2)公式：公式：

3、PIU.(3)单位：瓦，符号：单位：瓦，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢意义：表示电流做功的快慢(5)额定功率和实际功率额定功率和实际功率用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率当用电器两端电压达到额定电压率当用电器两端电压达到额定电压U额额时，时，电流达到额定电流电流达到额定电流I额额，电功率也达到额定功率，电功率也达到额定功率P额额，且，且P额额U额额I额额用电器的实际功率是用电器在实际工作时消用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率为了使用电器不被烧毁，要求实耗的电功率为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率际功率不能大于

4、其额定功率3串、并联电路中的功率关系“负载负载”、“负荷负荷”与与“电阻电阻”的区别的区别“负载负载”或或“负荷负荷”是对用电器功率特征的一种是对用电器功率特征的一种习惯称谓通常说习惯称谓通常说“负载负载”或或“负荷负荷”大，是指大，是指用电器的功率大，并不是用电器的用电器的功率大，并不是用电器的“电阻电阻”大大在一般情况下，在一般情况下，“负载负载”大的用电器电阻反而小大的用电器电阻反而小，如，如“220 V60 W”与与“220 V100 W”的两的两个灯泡，后者功率较大，电阻却较小个灯泡，后者功率较大，电阻却较小易错点易错点二、焦耳定律1焦耳定律焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量

5、跟电流的二次内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)公式：公式：QI2Rt.(3)单位：焦耳，符号是单位：焦耳，符号是J.(4)焦耳定律的微观解释：在电场力的作用下，金焦耳定律的微观解释：在电场力的作用下，金属中做定向移动的自由电子频繁地与金属正离子属中做定向移动的自由电子频繁地与金属正离子发生碰撞，不断地把定向移动的动能传递给正离发生碰撞，不断地把定向移动的动能传递给正离子，使离子热运动加剧，从而把电能转化为内能子，使离子热运动加剧，从而把电能转化为内能，温度升高，温度升高(5)实质：电流的热效应实质上是电能通

6、过电流做实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能功转化为内能 电热是电能转化为内能的量度只要电路中有电电热是电能转化为内能的量度只要电路中有电阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律阻元件，电流通过电路时必产生电热，焦耳定律是一切电路中计算电热的普适公式是一切电路中计算电热的普适公式注意：注意：3纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路与非纯电阻电路(1)两种电路的比较两种电路的比较(2)电功与电热不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都用WUIt，功率都用PUI，热量都用QI2Rt，热功率都用PI2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路.注意：注意：1.电功、电热的理解关于

7、电功和电热，下面说法正确的是关于电功和电热，下面说法正确的是()A任何电路中的电功任何电路中的电功WUIt，电热，电热QI2Rt，且且WQB任何电路中的电功任何电路中的电功WUIt，电热，电热QI2Rt，且且W有时不等于有时不等于Q课堂训练课堂训练C电功电功WUIt在任何电路中都适用，在任何电路中都适用，QI2Rt只在纯电阻电路中适用只在纯电阻电路中适用D电功电功WUIt，电热，电热QI2Rt，只适用于纯电，只适用于纯电阻电路阻电路 【分析分析】WUIt和和QI2Rt两公式的适用条件两公式的适用条件是判断问题的依据是判断问题的依据【解析解析】WUIt适用于求一切电路中的电功适用于求一切电路中的

8、电功，QI2Rt适用于求一切电路中的电热在纯电适用于求一切电路中的电热在纯电阻电路中，阻电路中，WQ，在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，WQ.B选项正确选项正确【答案答案】B 【方法总结方法总结】处理电路中的能量转化问题时，一要明确电路是处理电路中的能量转化问题时，一要明确电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，二要清楚题目求纯电阻电路还是非纯电阻电路，二要清楚题目求解的是电功还是电热，再选用相应的公式求解解的是电功还是电热，再选用相应的公式求解2.纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算某投影机有某投影机有10个相同的强光灯个相同的强光灯L1L10(“24 V 2

9、00 W”)和和10个相同的指示灯个相同的指示灯X1X10(“220 V2 W”)，将其连接在将其连接在220 V交流电源上，电路如图，若工作一段交流电源上，电路如图，若工作一段时间后，时间后，L2灯丝烧断，则灯丝烧断，则()AX1的功率减小，的功率减小，L1的功率增大的功率增大BX1的功率增大，的功率增大，L1的功率增大的功率增大CX2功率增大，其他指示灯的功率减小功率增大，其他指示灯的功率减小DX2功率减小，其他指示灯的功率增大功率减小，其他指示灯的功率增大【解析】由电路图知由电路图知L1和和X1并联、并联、L2和和X2并联并联然后它们再串联接在然后它们再串联接在220 V交流电源上，交流

10、电源上，L2灯灯丝烧断，则总电阻变大、电路中电流丝烧断，则总电阻变大、电路中电流I减小减小， 【答案答案】C 练习二、练习二、额定电压都是额定电压都是110 V，额定功率，额定功率PA100 W，PB40 W的电灯两盏，若接在电压是的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个电路是图中的哪一个()对于对于D电路，若变阻器的有效电阻等于电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以，两灯可以正常发光正常发光比较比较C、D两个电路，由于

11、两个电路，由于C电路中变阻器功电路中变阻器功率为率为(IAIB)110，而，而D电路中变阻器功率电路中变阻器功率为为(IAIB)110，所以，所以C电路消耗电功率最电路消耗电功率最小小答案：答案：C3.非纯电阻电路中电功率和电热的计算非纯电阻电路中电功率和电热的计算微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 ，当加在它两端的电压为当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为时，电流为0.8 A，且能正常工作，求：且能正常工作，求：(1)它的额定输入功率多大？它的额定输入功率多大？(2)工作时由导线发热损失的功率多大？工作时由导线发热损失的功率多大？(3)它的最大输出

12、功率多大？它的最大输出功率多大？ 【解析解析】(1)电动机的额定输入功率为：电动机的额定输入功率为：P额额UI2.00.8 W1.6 W.(2)电动机的发热功率为：电动机的发热功率为：P热热I2R(0.8)21 W0.64 W.(3)根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为：率为：P出出P额额P热热0.96 W.【答案答案】(1)1.6 W(2)0.64 W(3)0.96 W【方法总结方法总结】含含电动机电路的分析与计算电动机电路的分析与计算并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路，并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路，要注意区分电动机正常工

13、作和被卡住两种情况要注意区分电动机正常工作和被卡住两种情况(1)(1)当电动机正常工作时，要注意分清电功和电热当电动机正常工作时，要注意分清电功和电热的关系，电动机消耗的电能也就是电流做的功的关系，电动机消耗的电能也就是电流做的功W WUItUIt，电动机产生的内能必须用，电动机产生的内能必须用Q QI I2 2RtRt来求来求，另外，另外，还要注意能量守恒定律的应用即，还要注意能量守恒定律的应用即W WQ QE E( (E E为其为其他形式的能他形式的能) )或或P P入入P P机机P P热热，其中，其中，P P入入UIUI，P P热热I I2 2R R，P P机机为机械功率为机械功率(2)

14、(2)当电动机被卡住时，电动机消耗的电能全部转当电动机被卡住时，电动机消耗的电能全部转化为电动机产生的内能，化为电动机产生的内能，W WQ Q，即，即UItUItI I2 2RtRt. .练习三、练习三、在研究微型电动机的性能时，可采用如在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器图所示的实验电路当调节滑动变阻器R，使电，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和和1.0 V；重新调节；重新调节R，使电动机恢复正常运，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和和1

15、5.0 V求这台电动机正常运转时的输出功率和电动求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻机的线圈电阻答案：答案：22.0 W2 总结总结1.下列关于电功的说法中，错误的是下列关于电功的说法中，错误的是()A导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B电流做功的过程，就是电能转化为其他形式电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程能的过程C电流做功消耗的能量，由电源供给电流做功消耗的能量，由电源供给D电功就是电能电功就是电能课堂练习课堂练习解析：解析：根据电场力做功的定义及特点，可以判断根据电场力做功的定义及特点，可以判断A、B、C均正确电功是电能转化为其他形式能均正确电功是电能转化为其他形式能量的量度，功和能量是不同的概念，量的量度，功和能量是不同的概念，D错错答案：答案：D2通过通过电阻电阻R的电流为的电流为I时，在时间时，在时间t内产生的热内产生的热量为量为Q；若电阻为；若电阻为2R，电流为，电流为I/2，则在时间，则在时间t内内产生的热量为产生的热量为()A4Q B2QCQ/2DQ/4答案答案：C 答案：答案：BD 4如图所示电路中，如图所示电路中，R1、R2都是都是4 W、100 的的电阻，电阻，R3是是1 W、100 的电阻，则的电阻，则A、B间允许间允许消耗的最大功率是消耗的最