焦耳定律、电路中的能量转化ppt-教科版课件

1、2.6 焦耳定律 电路中的能量转化第二章 直流电路一、电功1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定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 = qUABW=qUq=ItW=UIt3.单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1度=1kWh=3.6106J推导：2.表达式： W=UIt4.功能关系：电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能 适用于一切电路做功5.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”

2、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。2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢3.国际单位：瓦（W） 1W=1J/s 常用单位补充：毫瓦（mW），千瓦（kW），兆瓦（MW）1kW103W106mW=10-3MW1.电功率：电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率二、电功率 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 适用于一切电路的电功率4.额定功率和实际功率： (1) 额定功率：用电器铭牌上所标称的功率; (2) 实际功率: 用电

3、器在实际电压下工作的功率. 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英寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）15030080010015080012004060（3）输入功率：机器工作时，外界对机器做功的功率（又叫总功率）（4）输出功率：机器对外界做功的功率（又叫有用功率）（5）机械效率：输出功率跟输入功率的比值 焦耳定律想想他们有什么共同点？ 三、焦耳定律 热功率1.焦耳热:电流通过电阻而产生的热量Q3.热功率:电阻通电所产生的热量Q与产生这 些热量所用时间t的比值表达式：2.焦耳定律:电流通过电阻

4、产生的热量Q跟电流I的 二次方成正比，跟电阻值R成正比，跟 通电时间t成正比。 4.电流的热效应: 电流通过导体(或用电器)时,做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞.由于这种碰撞,电子在电场力的加速作用下获得的动能,不断传递给金属正离子,使金属正离子的热运动加剧,于是通电导体的内能增加,温度升高,即电能通过电流做功转化为内能,这就是电流的热效应。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：WQUIR（欧姆定律不适用）应该是W=E机+Q1.纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为

5、目的.(如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡及转子被卡住的电动机等)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.(如电动机在转动或给蓄电池充电等)电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能，电功大于电热电能 内能卡住：运转：M电能 机械能+内能3电功率与热功率 （1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积（2）联系：对纯电阻电路

6、，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和 问题: 1.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，为什么电线的发热却觉察不出来？ 2.电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾知识小结电功电热公式W=UItQ=I2Rt物理意义消耗了多少电能电流通过导体时产生了多少热量纯电阻非纯电阻W=UItQ=I2Rt纯电阻和非纯电阻电路的区别纯电阻电路非纯电阻电路元件特点欧姆定律能量转化元件举例电路中只有电阻元件电路中除电阻元件外

7、，还有将电能转化为其他能的用电器项目例1.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） CD精讲细练例2.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？解: 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+UIC精讲细练 课堂练习2：一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内

8、通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（ ） AU4V BU=8V CE16J DE=32J答案：BD电热的作用1.常见的电热器：2.电热的利用： 电热器是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见的电热器。 电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在耐高温的绝缘材料上做成的。 电热器的优点：利用电热器清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。3. 防止电热的危害： 在电动机里，电流主要用来做机械功，但电动机里的导线有电阻，也要产生热量，使导线的温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化，甚至可能烧坏。这就需要考虑如何加快散热。有的电动机里装有风扇，外壳做成如图形状，都是为了加快散热。 收音机、电视机也要考虑散热，所以在机壳上都有散热孔。梦想的力量当我充满自信地，朝着梦想的方向迈进并且毫不畏