3.3 电功与电热 课件 -2高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册-1

第3节电功与电热第三章

恒定电流学习目标1.理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，理解电流做功的实质。2.理解电功、电功率的概念，掌握焦耳定律，理解热功率的概念。3.能理清电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。4.了解身边的电热。现代生活随处可见用电设备和用电器，例如电灯、电视机、电热水壶、电动汽车等。你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？电流通过电水壶电能→内能电能转化为其它形式的能途径电流通过电动机电能→

机械能电流通过蓄电池电能→化学能电流做功电场力做功：W=qU=IUt

一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，

则在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量：q=It1.电功(1)自由电荷在电场力的作用下定向移动而形成电流，电场力对自由电荷做的功，称为电功。(2)公式：如果电路两端的电压为U，电流为I，在时间t内电流做的功W＝UIt。(3)1kW·h＝3.6×106J。电功和电功率②从能的角度看，功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。①从力的角度看，电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。（4）对电功的理解

(多选)有一内阻为4.4Ω的直流电动机和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端，灯泡正常发光，则(

)A．直流电动机消耗的电功率为120WB．直流电动机的发热功率为60WC．直流电动机消耗的电功率为60WD．电路消耗的总功率为120WCD功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，普通白炽灯应逐步被淘汰。假设每户家庭有两只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近（）A.7.3×108kW·h B.7.3×1010kW·hC.7.3×1011kW·h D.7.3×1013kW·hB浴室电热水器结构图电流通过电气设备时，导体一般会产生一定的热量，这就是电流的热效应。电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？与通过导体的电流、导体的电阻及通电时间有关。焦耳定律(1)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。(2)公式：Q＝I2Rt。(3)单位：在国际单位制中，热量Q的单位是焦耳J。(4)电热的意义：电热是电能转化为内能的量度，用公式Q＝I2Rt计算。

热功率电能

内能Q

W

=

指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!R1.纯电阻电路：只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能，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；IUtI2Rt两种电路

电能

内能和其它形式的能WW其+QIUt

I2Rt说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指转化为内能的那部分电能!M2.非纯电阻电路：含有电动机、电解槽、电源等其他能量转换装置的电路，非纯电阻电路把电能转化为内能和其它形式的能。

纯电阻电路：

非纯电阻电路：电功=电热:W=

电功：W=IUt

电热：Q=I2Rt电功率：P=IU

热功率：P热=I2R总结焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况，但是实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载，如电动机，下面我们以电动机为例，讨论其能量转化。没有，不成立.因为电能只有部分转化为机械能，另一部分转化为内能。1.电流通过电动机做功，将电能全部转化成机械能了吗？即“P机＝P电”成立吗？为什么？2.若电路中的电流为I，电动机线圈的电阻为R，则P热等于什么？P热＝I2RP电＝P机＋P热3.电功率、热功率和转化为机械能的功率三者什么关系？1．输入功率：电动机的总功率；P总＝UI2．输出功率：电动机做有用功的功率；3．热功率：电动机线圈上有电阻r，电流通过线圈时要发热；P热=I2r4．功率关系：P总＝P出＋P热5．电动机的效率：

电动机的相关计算：(1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(

)(2)任何电路中的电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，且W＝Q。(

)(3)电功W＝UIt在任何电路中都适用，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用。(

)(4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈电阻产生的电热。(

)×√√×如图所示为直流电动机提升重物装置，电动机的内阻一定，闭合开关K，当把它接入电压为U1＝0.2V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1＝0.5A；当把电动机接入电压为U2＝4.0V的电路中，电动机正常工作且电动机匀速提升重物，工作电流是I2＝1.0A，求：(1)电动机线圈的电阻r；(2)当U2＝4.0V电动机正常工作时的输出功率；(3)如果重物质量m＝1.0kg，当U2＝4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少？(g取10m/s2答案(1)0.4Ω

(2)3.6W

(3)0.36m/s1.电热流效应的应用如电饭锅、电熨斗、电暖器等(如图)都是利用电流的热效应工作的。2.电流热效应的危害如果插头和插座之间接触不良会迸出火花。在输电线路中由于电热降低了电能的传输效率，如果电流过大，散热不好，还可能烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电等事故。身边的电热(多选)室内有几种用电器，1.0kW的电磁炉、150W的洗衣机、