焦耳定律-电路中的能量转化.ppt

2.6 焦耳定律 电路中的能量转化,一、电功,1.电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功,回忆：在静电学中，电场力做功的特点是什么？表达式？,（1）特点：电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差（2）利用电势差求电功WAB=qUAB,2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢,3.国际单位：瓦（W）1W=1J/s 常用单位补充：毫瓦（mW），千瓦（kW），兆瓦（MW）,1kW103W106mW=10-3MW,1.电功率：电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率,二、电功率,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,适用于一切电路的电功率,三、焦耳定律 热功率,1.焦耳热:电流通过电阻而产生的热量Q,3.热功率:电阻通电所产生的热量Q与产生这 些热量所用时间t的比值,表达式：,2.焦耳定律:电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的 二次方成正比，跟电阻值R成正比，跟 通电时间t成正比。,即,电能全部转化为热能，电功等于电热,在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）,在非纯电阻电路中，（如电动机）,电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分转化为热能。,结论：,WQ,UIR,（欧姆定律不适用）,应该是W=E机+Q,问题:1.灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，为什么电线的发热却觉察不出来？2.电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么？,家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾,纯电阻和非纯电阻电路的区别,纯电阻电路,非纯电阻电路,元件特点,欧姆定律,能量转化,元件举例,电路中只有电阻元件,电路中除电阻元件外，还有将电能转化为其他能的用电器,项目,I额=P额/U额代入数据解得：I额4.5A,例1：规格为“220V，1000W”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,解：（1）由P=UI知，电炉正常工作时：,代入数据解得：R=48.4,例2.一台电动机，线圈电阻是0.4，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少，效率是多少？（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的功率为多少？,课堂练习1：一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是()A.I2R B.U2/R C.UI D.I2R+UI,精讲细练,课堂练习2：一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（）AU4V BU=8V CE16J DE=32J,例1.关于电功W和电热Q的说法正确的是()A在任何电路中都有WUIt、QI2Rt，且WQB在任何电路中都有WUIt、QI2Rt，但W不一定等于QCWUIt、QI2Rt均只有在纯电阻电路中才成立DWUIt在任何电路中成立，QI2Rt只在纯电阻电路中成立解析：选B.WUIt、QI2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中WQ，在非纯电阻电路中WQ，B对，A、C、D错,B,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（）电动机输出的机械功率为（）AP BU2/r CP2r/U2 DPP2r/U2,C,D,