《辽宁北票高中物理第2章恒定电流2.5焦耳定律选修31 1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁北票高中物理第2章恒定电流2.5焦耳定律选修31 1.ppt（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 5焦耳定律 随着家用电器的增多 特别是空调 电热器等大功率用电器的使用 引发的火灾事故越来越多 据统计很大一部分火灾的事故原因是导线 插座或开关等元件温度升高而导致的 请思考 电流通过导体为什么会发热 产生的热量与电流大小和导线电阻等是什么关系呢 提示 电能转化为热能 关系为Q I2Rt 情景导入 自主学习 请阅读教材 完成下面问题 1 所谓电流做功 实质上是导体中的 对自由电荷的 在做功 2 电流在一段电路中所做的功等于这段电路 电路中的 三者的乘积 即W 3 单位时间内电流所做的功叫做电功率 电流在一段电路上做功的功率P等于 与这段电路 的乘积 即P 恒定电场 静电力 两端的电压U 电流
2、I 通电时间t IUt 电流I 两端的电压U IU 一 电功和电功率 1 电功 1 电功的定义 电场力对电荷做的功 叫做电功 2 电功的表达式 W qU UIt即一段电路上的电功就等于这段电路两端的电压 电路中的电流和通电时间的乘积 3 单位 焦耳 符号为J 巩固练习 一根电阻丝 通过2C电荷量所消耗的电能是8J 若在相同的时间内通过4C的电荷量 该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是 A 4V16JB 8V16JC 4V32JD 8V32J 1 甲 乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示 下列说法中不正确的是 拓展练习 A 甲灯的实际功率一定总是40WB 将乙灯接入110V电路中 它的额定功率仍为6
3、0WC 两灯均正常发光时 甲灯灯丝电阻较大D 两灯均正常发光时 甲灯消耗的电能较少 解析 照明灯泡的铭牌上标记的是额定电压和额定功率 由于灯泡随着电压的升高电流增大 灯丝的电功率将会增大 于是温度升高 灯丝电阻率也随之增大 所以电阻增大 当工作电压不是220V时 灯泡的实际功率不再是额定功率 但额定功率不会随电压变化而变化 答案 A 1 电流通过纯电阻电路做功时 电能全部转化为 2 电热Q 热功率P 3 若电路中有电动机或电解槽 电能除转化为内能外 还转化为 或 它们之间遵从能量守恒 导体的内能 I2Rt I2R 机械能 化学能 阅读教材 完成下面问题 自主学习 实验1 研究电热与电阻关系 在
4、电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 这个电阻产生的热量越多 实验2 研究电热与电流关系 在电阻相同 通电时间相同的情况下 通过一个电阻的电流越大 这个电阻产生的热量越多 二 焦耳定律 1 焦耳定律 1 内容 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 2 表达式 Q I2Rt 3 适用范围 Q I2Rt是电热的定义式 可求任何电路中电流I通过电阻R时产生的热量 电热 4 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 3 纯电阻电路和非纯电阻电路 例题 一个电动机 线圈电阻是0 4 当它两端所加的电压为220V时 通过的电流是5A 这台电动机每
5、分钟所做的机械功有多少 思考问题 电动机消耗的电功率P电是多少 电动机发热的热功率P热是多少 根据能量守恒定律 电动机的机械功率与P电 P热的关系如何 解 本题涉及三个不同的功率 电动机消耗的电功率P电 电动机发热的热功率P热 转化为机械能的功率P机 三者之间遵从能量守恒定律 即P电 P热 P机由焦耳定律 电动机的发热功率为P热 I2R电动机消耗的电功率P电 即电流做功的功率P电 IU因此可的电能转化为机械能的功率 即电动机所做机械功的功率P机 P电 P热 IU I2R根据功率与做功的关系 电动机每分钟所做的机械功为W P机t IU I2R t 5 220 52 0 4 60J 6 54 10
6、4J 巩固练习 家庭用的电吹风中有电动机和电热丝 电动机带动风叶转动 电热丝给空气加热 得到热风将头发吹干 设电动机线圈的电阻为R1 它与电阻为R2的电热丝相串联 接到交流电源上 电吹风两端电压为U 通过的电流为I 消耗的电功率为P 如图所示 以下结论正确的是 A P IUB P I2 R1 R2 C P IUD P I2 R1 R2 CD 拓展练习 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2 0V时 电流为0 8A 且能正常工作 求 1 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 3 它的最大输出功率多大 解析 电动机正常工作时是非纯电阻电路 计算只能根据定
7、义式 1 额定输入功率P额 UI 2 0 8W 1 6W 2 电动机发热功率P热 I2R 0 8 2 1W 0 64W 3 根据能的转化与守恒 电动机的最大输出功率P出 P额 P热 0 96W 答案 1 1 6W 2 0 64W 3 0 96W 1 电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 电热器的优点 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 三 电热的利用和防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高 如 电视机的后盖有很多孔 为了通风散热 电脑运行时要用微型风扇及时散热等等 2 电热的危害 课堂小结 1 复习本节内容2 教材问题与练习1 53 能力提升题 选做题 某一用直流电动机提升重物的装置如图所示 重物质量m 50kg 电源提供恒定电压U 110V 不计各处摩擦 当电动机以v 0 90m s的恒定速度向上提升重物时 电路中电流强度I 5A 求电动机线圈电阻R g取10m s2 作业 谢谢
