《高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.5焦耳定律,当电动车遇到八达岭,没辙了！,为什么呢？,歇菜了！,烧掉了!,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 ,则电场力做功 即：,1电功：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,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,在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kWh）.,1kWh3.6106J,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,（）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），千瓦（kW）,1kW103W106mW=10-3MW,额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率,几种常见家用电器的额定功率,二、电功率和热功率,1电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程 ,探讨几个用电器的能量转化情况,a、电流流过电炉 b、电流流过电解槽 c、电流流过电风扇,电能转化为热能。,电能转化为化学能和热能,电能转化为机械能和热能,纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住
3、的电动机也是纯电阻器件 非纯电阻电路：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,小试牛刀,为什么呢？,从能量转化的角度思考： 卡住与正常运转有什么区别,2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,热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率 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,纯电阻电路:,电能 内能,Q I2Rt,W UIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W - Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,说明：欧姆定律不适用
4、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 UIt,=,I=U/R,电功 = 电热,：W=Q,= UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R,M,W,W - Q,Q,UIt, I2Rt,IU/R,电功：W= UIt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=UI,热功率：P热=I2R,你知道了吗? “当电动车遇上八达岭”为什么会容易烧掉吗?,I额=P额/U额 =1000/220A 4.5A,例1：规格为“220V，1000W
5、”的电炉，求： 1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻,2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000,解：1.由P=UI知，电炉正常工作时：,=48.4,非纯电阻电路中计算电功率 只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R 所以 正确的是 （C）,例2、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为( ) AP BU2/r C CP2r/U2 DP-P2r/U2,例3.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）,解析：,电功率计算的普通公式为,用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（
6、例电动机、电解槽等）,只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由 改写电功率的表达式,所以，正确选项为C、D,例4、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。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?,解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率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: P电P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 I2R 消耗的电功率为: P电IU 因此电动机所做机械功的功率: P机P电P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: WP机t=(IU一I2R)t =(5220-520.4) 60J =6.5104J,小结：,电功,电功率,热功率,焦耳热,小结：焦耳定律 QI2Rt,电功和电热： 1）纯电阻电路中（电路中只含有电阻） WUItI2RtQ P电UI P热QtI2R 2）非纯电阻电路中： WUIt 大于I2RtQ； P电UI 大于P热QtI2R P电P热P其它,2如图所示，直流电动机M的电枢电阻一定，当电源电压U=0.3V时电动机不转动，电流表的示数为0.3A当U=2V时，电动机正常运转，电流表的示数为0.8A （1）求电动机正常工作时输出的机械功率 （2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的热功率多大,（1） ，（2）4W（转子不动时的电动机电路是纯电阻电路）,
