5景泰二中焦耳定律1.ppt

2.5 焦耳定律 景泰二中高二物理备课组 肖涛 电热器一般主要由电阻构成 ， 电热设备通电时，电能转化为内能而加热物体。这叫做电流的热效应. 电炉 电暖器 电热毯 “热得快” 电动机通电时电能转化为机械能，蓄电池充电时，电能转化为化学能。 功是能量转化的量度。电能转化为其他形式的能的过程，就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形式的能的数量。 一、电功和电功率 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。 静电力对电荷做功，自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动，电荷的电势能减少，其他形式的能量增加。 则电场力做功　　　　　即：　　 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　　　． q=It 这是计算电功普遍适用的公式 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（kW·h）俗称“度”. 　1kW·h＝3.6×106J 2．电功率：单位时间内电流所做的功。 （１）电流在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． （２）电功率表示电流做功的快慢． （３）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=10-3MW ３．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，它是用电器正常工作时的最大功率。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的实际功率才等于额定功率． 4.输入功率和输出功率： 输入功率：用电器输入端的电压与输入电流之积。P=UI. 输出功率：用电器输出端的电压与输出电流之积. 电流做功时，消耗的电能会转化为哪种形式的能量，要看电路中具有哪种类型的元件。 电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能。 即： W=Q=UIt 据欧姆定律U=IR带入可得 Q = I2Rt 这正是我们初中学习的焦耳定律。 二．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． 　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者有电解槽在发生化学反应的电路． 1．热功率：单位时间内导体发热的多少叫做热功率． 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． 热功率是表示导体发热快慢的物理量。 即 1. 在纯电阻（电热器）电路中，电流通过用电器是以发热为目的。如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。电流做功电能全部转化为热能，电功等于电热。即： 电功W = 电热Q 三.电功W与与电热Q的关系 应该是W = W其它+ I2Rt 2. 在非纯电阻电路中，电流通过用电器是以转化为热能以外的其他形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。电流做功W＝UIt，电路消耗的电能大部分转化为其他形式的能，只有一小部分不可避免地转化为电热。因此电功不再等于电热。 电功W＝UIt 电热Q=I2Rt W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 小结： １．电功 ３．电功率 ４．热功率 ２．焦耳热 5.串、并联电路的功率分配特点： 串联电路: 并联电路: 由于P=uI=I2R故： P1︰P2︰P3︰??????Pn=R1︰R2︰R3︰??????Rn P总=P1＋P2＋P3＋??????Pn 由于P=UI=U2/R,故： P1︰P2︰P3︰??????Pn=1/R1︰1/R2︰1/R3︰??????1/Rn P总=P1＋P2＋P3＋??????Pn 例题1. 一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈的电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同时间内： A．电炉和电动机产生的电热相等 B．电动机消耗的电功大于电炉消耗的电功 C．电炉两端的电压小于电动机两端的电压 D．电炉和电动机两端的电压相等 例题选讲： 例题2.对计算任何用电器的功率都适用的公式是（ ）