物理电功与电热课件-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

第3节电功与电热第3章恒定电流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→化学能电流做功电功、电功率一1、电功现象：灯亮一会儿后，小风车会转动起来。原因：电路中的电能转化为灯泡的光能、内能，灯泡的部分内能通过空气转化为小风车的动能。

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。如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量

电场力做功

即：

1、电功和电功率定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．（1）电功W=UIt公式:(电功普适公式)单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.1kW·h＝3.6×106J某同学发现家里的电炖锅上有两个档位，分别是快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？区别：电流做功的快慢不同。电功率不同1、电功和电功率定义：单位时间内电流所做的功.(表示电流做功的快慢)（2）电功率

公式:(电功率普适公式)单位：在国际单位制中是瓦（W），

常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．

1kW＝103W＝106mW额定功率:用电器在额定电压下工作的功率.几种常见家用电器的额定功率

用电器29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）～150300～800100～150800～120040～60输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积.额定功率和实际功率输入功率和输出功率实际功率:用电器在实际电压下工作的功率.输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.内容：电流通过导体产生的热量Q与电流I的二次方成正比，与导体的电阻R

及通电时间t成正比。2、焦耳定律公式：Q=I2Rt

(电热普适公式)单位：焦(J)千瓦时(kW·h).定义:单位时间内的发热量.热功率

公式:单位：瓦(W)千瓦(kW)．(热功率普适公式)微观解释当导体内的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断碰撞，在碰撞过程中把一部分动能传递给离子，使离子的热运动加剧，导致导体发热。电流越大、电阻越大，碰撞就越频繁、剧烈，导体发热就越多。电路中和电功与电热是否会相等？纯电阻电路：电路中只含电阻的电路。如：电炉、白炽灯。电流做的功与产生的电热相等电能全部转化内能非纯电阻电路：电路中含有电动机、电解槽、电源等其他转换能量的装置的电路。电能内能其它形式的能如：机械能、化学能等焦耳定律二纯电阻电路:

电能

→内能

Q

W=

M非纯电阻电路:电能

→内能+其它形式的能WQUIt

I2Rt说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！

R

UItI2Rt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对纯电阻电路:

电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:

电功>电热电功率>热功率对计算任何用电器的电功率都适用的公式是(

)

练习1CD解析：只有在纯电阻用电器的前提下，才可由

改写电功率的表达式．

计算电功率的普适公式为:UItWP==一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作．(1)求电动机正常工作1min所消耗的电能;(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？练习2电动机工作1min消耗的电能为:W＝UIt＝0.8A×2V×60s＝96J电动机工作1min产生的电热为:Q＝I2Rt＝(0.8A)2×1Ω×60s＝38.4J电动机工作1min转化成的机械能为:W机械＝W－Q＝96J－38.4J＝57.6J当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，可视为纯电阻电路，由欧姆定律可求得电动机线圈电阻；当电动机转动时，消耗的电能一部分转化为电动机因发热所具有的内能，另外一部分转化为电动机转动所具有的机械能。分析解由结果可以看出，电源输入电动机的电能大部分转化为机械能，只有少部分转化为电热损耗了。在实际应用中，应当尽量减少电热损耗。如果电风扇接通后由于某种原因被卡住，导致扇叶不转动，可能会发生什么现象？讨论解1．输入功率：电动机的总功率；P总＝UI2．输出功率（机械功率）：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：电动机M正常工作，理想电压表示数为4V，理想电流表示数为0.5A。已知电动机线圈电阻r0=1Ω。求：电动机的输入功率和输出功率。练习3身边的电热三1、利用电阻丝多是用电阻率较大的材料制成在被焊接的金属表面通过电流，利用接触电阻产生热量得到适合焊接的高温，对接触面进行焊接。电流热效应的应用插座与插头之间、电线的连接处如果接触不良。就会产生大电阻，容易发热，甚至迸发火发。发热机、电动机、变压器等电气设备的绕组都用铜导线绕制而成，电流通过绕组时发热，如果散热为