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1、第五节 焦耳定律,教学目标,【教学目标】 1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 【教学重点】 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】 电功率和热功率的区别和联系。,这些常用电器都在进行着哪些能量转化？举例说明.,热水器,电池,白炽灯,电吹风,蓄电池,一、电功和电功率,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的电荷量 相当于在时间t内电场力将电荷从A端移动到B端.,则电场力做功 即：,1、电
2、功,在导体的两端加上电压，导体内建立了电场.自由电荷在电场力的作用下定向移动，电场力对自由电荷做了功，这个功简称为电功，通常说成电流做的功.,（1）什么叫电功？,（2）公式： W=UIt,下一页,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积,(3)实质电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的.电流做了多少功，就有多少的电能转化为其他形式的能.,2电功率：单位时间内电流所做的功,（）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,（3）电功率表示电流做功的快慢,（2）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千
3、瓦（kW）,（4）实质表示电能转化为其他能的快慢程度.,英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律.,焦耳（1818-1889）,1焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积 ,焦耳定律适用于纯电阻电路， 也适用于非纯电阻电路,（1）定义：单位时间内导体的发热功率叫热功率.,2、热功率,（3）公式：P=Q/t P=I2R,（2）大小：热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积,（4）单位：热功率的国际单位表示W、kW,下一页,纯电阻电路:,电能 内能,Q I2Rt,W IUt,=,I=U/R,非纯电阻电路:,电能 内能
4、+其它形式的能,W,W其,Q,IUt,I2Rt,IU/R,说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!,指转化为内能的那部分电能!,纯电阻电路:,非纯电阻电路:,电能 内能,电能 内能+其它形式的能,Q I2Rt,W IUt,=,I=U/R,电功 = 电热:,W=,IUt =,=I2Rt,U2t/R,电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热,W,W 其,Q,IUt, I2Rt,IU/R,电功：W= IUt,电热：Q=I2Rt,电功率：P = IU,热功率：P热=I2R,=Q,（1）功是能量转化的量度同样，电功是电能转化为其他形式能的量度，
5、电热是电能转化为其他形式能的量度，因此，电功的定义式为W=UIt，电热的定义式是Q=I2Rt.,（2）从能量转化的角度分析，电功与电热的数量关系为：WQ, 即UIt I2Rt. 在纯电阻电路中，W=Q=UIt= I2Rt=U2/R选任一形式即可 在非纯电阻电路中，只能用W=UIt计算电功，只能用Q=I2Rt计算电热,电功和电热,下一页,电功率是指输入某段电路的全部电功率，或者断电路上消耗的全部决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积.,热功率是指在这段电路上因发热而损失的功率，其大小决定于通过这段导体中电流的平方和导体电阻的乘积.,对于纯电阻电路，电功率等于热功率，计算时可用中P=IU=I
6、2R=U2/R的任一形式进行计算.,对于非纯电阻电路，电路消耗的电功率等于热功率与机械功率等其他形式的功率之和，即电功率大于热功率，计算时只能用P=IU 计算电功率用P= I2R计算热功率.,区别,联系,电功率和热功率,例1：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( ),例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ),练习：,对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）,解: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: W=(IU-I2R)t =(5220-520.4) 60 J =6.5104 J,例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端所加的电
7、压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?,1、一个电炉额定电压为220V，额定功率为800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率为多大?,200W,2、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1,在串联电路中，功率跟电阻成正比。,A,练习：,在并联电路中，功率跟电阻成反比。,3、下图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2，R=3，R=6，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) A、2：3：6 B、6：3：2 C、1：2：3 D、3：2：1,D,小结：,电功,电功率,热功率,焦耳热,
