物理：2.5《焦耳定律》课件(新人教版选修3-1).ppt

1、当电动车遇到八达岭没辙了！为什么呢？歇菜了！烧掉了!小试牛刀为什么呢？从能量转化的角度思考：从能量转化的角度思考：卡住卡住与与正常运转正常运转有什么区别有什么区别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，通过的电通过的电流为流为I，在时间在时间t内通过这段电路任一横截内通过这段电路任一横截的电荷量的电荷量Itq 1电功电功电流在一段电路上所做的功等于这段电路电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压两端的电压U、和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积（3）单位：在国际单位制中电功的单位）单位：在国际单位制中电功的单位是焦（是焦（J），），常用单位有千瓦时（常用单位有千瓦时

2、（kWh）.1kWh3.6106J（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也）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，简称为电功就是通常所说的电流所做的功，简称为电功（2）公式：）公式： 电功普适公式电功普适公式W=IUt2电功率电功率 一段电路上的电功率一段电路上的电功率P等于这段电路两端的等于这段电路两端的电压电压U和电路中电流和电路中电流I的乘积的乘积（3 3）意义：电功率表示电流做功的快慢）意义：电功率表示电流做功的快慢（4）单位：在国际单位制中是瓦（）单位：在国际单位制中是瓦（W），），常常用单位还有毫瓦（用单位还有毫瓦（mW），），千瓦（千瓦（kW）1kW1

3、03W106mW=10-3MW（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： 电功电功率率普适公式普适公式 用电器铭牌上所标称的功率是用电器铭牌上所标称的功率是额定功率额定功率， 用电器在实际电压下工作的功率是用电器在实际电压下工作的功率是实际功率实际功率用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率额定功率几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率 用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030

4、080010015080012004060额定功率和实际功率额定功率和实际功率 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程量的过程电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能转化为化学能；电热器把电能转化为内能在真空中，电场力对电荷做正功时，减少在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使与离子碰

5、撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能离子热运动加剧，将电能完全转化为内能1 1、电热、电热(2)、公式、公式:推导：推导： 电能电能全全部部转化为内能转化为内能： Q=W=IUt欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R t(1)、定义、定义:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.Q=I2 R t(1)内容：内容：电流通过导体时产生的热量电流通过导体时产生的热量Q等于电等于电流流I的二次方、导体的电阻的二次方、导体的电阻 R 和通电时间和通电时间 t 三者的乘积三者的乘积 RtIQ2（3 3）焦耳定律适用条件：）焦耳定律适用条件：适用于纯电阻电路，也适用适

6、用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路于非纯电阻电路 纯电阻电路：纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机转子被卡住的电动机也是纯也是纯电阻器件电阻器件 非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路在发生化学反应的电路 2 2焦耳定律焦耳定律（2）公式：）公式： 电热普适公式电热普适公式(1)、定义、定义:单位时间内的发热单位时间内的发热量量.3 3、热功率、热功率热功率热功率P等于通电导体中电流等于通电导体中电流

7、I 的二次的二次方与导体电阻方与导体电阻R 的乘积的乘积P=Q /t=I2R(2)、公式、公式:(3)、单位：瓦单位：瓦(W) 千瓦千瓦(kW) 热功热功率率普适公式普适公式4.纯电阻电路纯电阻电路: 电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WE其其 + QUIt I2Rt=QIU/R说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指某段电路指某段电路在某段时间在某段时间内消耗的全内消耗的全部电能部电能! ! 指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能!4.纯电阻电纯电阻电路路:

8、非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功 = 电热电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率=热功率：热功率：P =P热热 = UI = I2R = U2/RMWE其其 + QUIt I2RtIU/R电功：电功：W= UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R1.电功电功: IUtW 2.电功率电功率: IUtWP 3.电电热热: RtIQ2=4.热功率热功率: RItQP2对纯电阻电路对纯电阻电路: 电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功

9、率对非纯电阻电路对非纯电阻电路: 电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率练习练习1、下图所示的电路中，三电阻串联，下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值其阻值R1=2，R=3，R=6，电路，电路总电压为总电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于( )A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1R1R2R3在串联电路中，功率在串联电路中，功率跟电阻成跟电阻成正比正比。A在并联电路中，功率在并联电路中，功率跟电阻成跟电阻成反比反比。练习练习2、下图所示的电路中，三电阻

10、下图所示的电路中，三电阻并并联，联，其阻值其阻值R1=2，R=3，R=6，电路，电路总电压为总电压为U，各电阻消耗的功率分别为，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则，则 P1：P2：P3等于等于( )A、2：3：6B、6：3：2 C、1：2：3D、3：2：1D练习练习3：对计算任何用电器的：对计算任何用电器的电功电功率率都适用的公式是都适用的公式是( ) RIP2RUP2UIPtWP用电器有的是纯电阻用电器用电器有的是纯电阻用电器( (例电炉、电烙铁等例电炉、电烙铁等) )有的是非纯电阻用电器有的是非纯电阻用电器( (例电动机、电解槽等例电动机、电解槽等) )RUI 只有在只有在纯电阻纯

11、电阻用电器的前提下，才可由用电器的前提下，才可由 改写电功率的表达式改写电功率的表达式 所以，正确选项为所以，正确选项为C、D 计算计算电功率电功率的的普普适适公式公式为为: :IUtWP练习练习4、对计算任何用电器的、对计算任何用电器的热功热功率率都适用的公式是都适用的公式是 ( ) RIP2RUP2UIPQPt计算计算热热功率功率的的普普适适公式公式为为: :I2RtQP例题、一个电动机，线圈电阻是例题、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两，当它两端所加的电压为端所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这。这台电动机每分钟所做的机械功有多少台电动机每分钟所做的机械功有多

12、少?解解:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律: P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功率为电动机的热功率为: P热热 I2R 消耗的电功率为消耗的电功率为: P电电IU因此电动机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率: P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: WP机机t=(IU一一I2R)t =(5220- -520.4) 60J =6.5104J解解:据能量守恒定律得据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +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=(IU- -I2R)t =(5220- -520.4) 60 J =6.5104 J例题、一个电动机，线圈电阻是例题、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两，当它两端所加的电压为端所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这。这台电动机每分钟所做的机械功有多少台电动机每分钟所做的机械功有多少?