焦耳定律电路中的能量转化课件.ppt

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1、焦耳定律电路中的能量转化,3焦耳定律的表达式为QI2Rt，此式可用于任何电路。4电源工作时，把其他形式的能转化为电能的功率为IE，等于对外输出功率IU和电源内部的热功率I2r之和。,自学教材,1电功(1)定义：电场力 所做的功。(2)大小：等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的。(3)公式：W。(4)国际单位：焦耳，符号J。(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能。即电功是电能转化为其他形式的能的量度。,移动电荷,乘积,UIt,比值,乘积,快慢,重点诠释,2额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功

2、率叫做额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额U额I额。(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。,答案：BC,自学教材,正比,正比,I2Rt,比值,I2R,4焦耳热的应用与危害(1)应用：利用电流的热效应来加热、烘干物体，如电烙铁、电烤箱、电暖气、电炉、电饭锅、电熨斗等。(2)危害：减少用电器的使用寿命。烧坏用电器甚至引起火灾。,重点诠释,1纯电阻电路与非纯电阻电路对比,2电功率的计算公式PU2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于()A计算电

3、冰箱的功率B计算电风扇的功率C计算电烙铁的功率 D计算洗衣机的功率,解析：公式PU2/R是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C正确，A、B、D错误。,答案：C,自学教材,1电源内部的能量转化在电源内部，通过各种作用将其他形式的能转化为。2电路中的能量转化(1)纯电阻电路中：P电。(2)在非纯电阻电路中：P电。,电能,P热,P热,P其他,3闭合电路的功率分析(1)公式表达：由闭合电路欧姆定律可得IE。(2)物理意义：电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE，等于电源输出功率 与电源内电路的热功率 之和。,IU,I2r,IU,I2r,重点诠释,图261,3在如图262所示的

4、UI图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断正确的是()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为4 WD电源的效率为80%,图262,答案：ABC,例1额定电压都是110 V，额定功率PA100 W、PB40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(),图263,审题指导解答本题应注意以下两点：(1)两灯的电阻大小关系；(2)题目要求两灯均正常发光且电路消耗功率最小。,对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于RA，所以

5、可能UAUB110 V，两灯可以正常发光。对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光。比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IAIB)110，而D电路中变阻器功率为(IAIB)110，所以C电路消耗电功率最小。,答案C,(1)在串联电路中，用电器消耗的功率及两端电压均与其电阻成正比。(2)在并联电路中，用电器消耗的功率及流过电阻的电流均与其电阻成反比。,1有四盏电灯，如图264所示连接在电路中，L1、L2都标有“220 V，110 W”字样，L3和L4都标有“220 V，40 W”字样，把电路接通后最暗的是()AL1 BL2CL3 DL4

6、,图264,答案：C,例2规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40，求：(1)接上220 V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。,审题指导解答本题时应注意以下三点：(1)欧姆定律的适用条件。(2)机械功率、输入功率与热功率的关系。(3)无论电机转动不转动，发热功率均为PI2R。,答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W,电动机电路的功率关系(1)电动机的等效处理：电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和内能。在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r和无电阻

7、的转动线圈串联而成，如图265所示。电流通过r时把电能转化为热能，而线圈把电能转化为机械能。(2)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算公式：P总UI。,图265,图266,2如图267所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R2，电动机的内阻R01.6，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。,图267,答案：210 W,例3电路图如图268甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15，定值电阻R03。,图268,(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出

8、功率最大，最大值为多少？审题指导解答本题时应把握以下三点：(1)由UI图像求电源的电动势和内阻。(2)电路中的电流最大时，R0消耗的功率最大。(2)根据电源有最大输出功率的条件，求电源的最大输出功率。,答案(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W,(1)定值电阻消耗功率最大时通过的电流一定最大。(2)求可变电阻消耗的最大功率时，可将固定电阻等效到电源内部处理。(3)不要死记电路中内、外电阻相等时电源有最大输出功率的条件，由于题目条件的限制，不一定存在这个状态，由电源的输出功率随R的变化图线可知，外电路阻值越接近内电阻时，电源的输出功率越大。,(1)例3中当R为何值时，R消耗的功率最大，最大功率多少？(2)如果滑动变阻器的最大阻值为3，当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值多少？,答案：(1)10.5 9.5 W(2)3 13.2 W,