《电功和电功率》PPT课件.ppt

第二章 恒定电流,第5节 焦耳定律,一、电功和电功率,思考：（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么?,（1）电场力的功的定义式 W=qU（2）电流的定义式 I=,在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。,在这一过程中，电场力做的功 W=qU=IUt。,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,使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。,二、电功率和热功率,（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。,（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）,（2）定义式：P=IU,设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为 R，通过的电流为 I，试计算在时间 t 内电流通过此电阻产生的热量 Q。,提示：在纯电阻元件中，电能完全转化成内能。,做一做,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。,热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率。,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。,取一个玩具小电机，其内阻R=1.0，把它接在如图所示的电路中。（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。,实验：探究电功率与热功率的区别和联系,（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。,纯电阻电路:,电能 内能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W其他,Q,UIt,I2Rt,IU/R,说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,电功=电热,：W=Q,=UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功率=热功率：P=P热=UI=I2R=U2/R,电功：W=UIt,电热：Q=I2Rt,电功率：P=UI,热功率：P热=I2R,M,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W其他,UIt,I2Rt,IU/R,Q,电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率。决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。,3、电功率与热功率,（1）区别：,（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。,思考：,我们知道白炽灯是纯电阻器件，但是我们日常生活中的的确确看到白炽灯发出光。这不是矛盾吗？,其工作原理是：电流通过灯丝（钨丝，熔点达3000以上）时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000以上，灯丝在处于白炽状态时，就发出光芒。从能量的转换角度看，电灯发光时，大量的电能将转化为热能，只有极少一部分可以转化为有用的光能。,目前在所有日常生活的用电照明灯具中，白炽灯的效率是最低的，白炽灯会把消耗能量中的大部分（超过90%）转化成无用的热能，只少于10%的能量会成为光能。,2011年8月，发改委公布中国淘汰白炽灯路线图（征求意见稿），从2016年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。,