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§ 2.5 焦耳定律

§ 2.5 焦耳定律. 乾安四中 邓宪法. 【 学习目标 】 1 、理解电功的内涵，能够从静电学的 角度推导电功的表达式 2 、知道焦耳定律的物理意义 3 、能够从能量的转化和守恒理解电功 和电热的区别 4 、知道纯电阻电路和非纯电阻电路 【 学习重点 】 电功率和热功率的区别和联系 【 学习难点 】 并不是所有用电器都可以使用欧姆定律. 一、电功和电功率. 1 ．电功. 在一段电路中电场力对电荷所做的功，也就是通常所说的电流所做的功。.

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§ 2.5 焦耳定律

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Presentation Transcript

  1. §2.5焦耳定律 乾安四中 邓宪法

  2. 【学习目标】 1、理解电功的内涵，能够从静电学的 角度推导电功的表达式 2、知道焦耳定律的物理意义 3、能够从能量的转化和守恒理解电功 和电热的区别 4、知道纯电阻电路和非纯电阻电路 【学习重点】 电功率和热功率的区别和联系 【学习难点】 并不是所有用电器都可以使用欧姆定律

  3. 一、电功和电功率 1．电功 在一段电路中电场力对电荷所做的功，也就是通常所说的电流所做的功。

  4. 　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）.　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）. 1度=1KW·h=3.6×106J

  5. 2．电功率(表示电流做功的快慢) （1）定义：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）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

  6. 二、焦耳定律 1.内容：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 。 2.电热：电流通过电阻时产生的热量。 3.热功率：电流做功时发热的功率。 P=I2R

  7. 电阻丝: 电能 → 内能 W UIt Q I2Rt = I=U/R 说明：欧姆定律不适用于含电动机的电路！ 电动机: M 电能 → 内能+机械能 Q + E机 W UIt ＞ I2Rt I＜U/R

  8. 三、纯电阻电路和非纯电阻电路 1.纯电阻电路： 将电能全部转化为内能的电路。如电炉、电烙铁、电饭锅等器件组成的电路。 2.非纯电阻电路： 并非所有电能都转化为内能的电路。如电路中含有电动机在转动或有电池充电的电路。 注意：白炽灯和不转动的电动机是纯电阻元件

  9. 纯电阻电路: 电能 → 内能 W UIt Q I2Rt = U=IR 电功 =电热 ：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率：P =P热= UI = I2R = U2/R 非纯电阻电路: M 电能 → 内能+机械能 Q + E机 W UIt ＞ I2Rt U ＞ IR 电功：W = UIt 电热：Q = I2Rt 电功率：P = UI 热功率：P热= I2R

  10. 例题1：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端例题1：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，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：本题涉及电功、电热和机械功，三者 之间遵从能量守恒定律，有 W = Q + E机 电动机所做的机械功为 E机= W －Q =UIt －I2Rt = (UI －I2R)t =(220×5 － 52×0.4) ×60J =6.54×104J

  11. 课堂小结 W=Q，即:IUt=I2Rt，有I=U/R（欧姆定律成立）。 1、纯电阻电路： 计算电功和电热时：W=Q=Pt=IUt=I2Rt=U2t/R 计算电功率和热功率时：P=IU=I2R=U2/R=W/t 2、非纯电阻电路： W>Q，即:IUt>I2Rt，有I<U/R（欧姆定律不成立）。 计算电功时，只能用W=IUt=Pt；计算电功率时，只能用P=IU=W/t 计算电热时，只能用Q=I2Rt； 计算热功率时，只能用P=I2R

  12. 练习1 下列用电器中，哪些属于纯电阻用电器（ ） A.电风扇和电吹风 B. 电烙铁和电热毯 C.洗衣机和电冰箱 D.白炽灯和不转动的电动机 BD

  13. 练习2 通过电阻R的电流为Ⅰ时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为Ⅰ/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）. A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/4 C

  14. 练习3 对计算任何用电器的电功率都适用的公式是 ( ) CD

  15. 练习4 在某段电路中，其两端电压为U,通过的电流为Ⅰ,通电的时间为t，若该段电路的电阻为R,则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（ ） A. 在任何电路中，电功UⅠt=Ⅰ2Rt B.在任何电路中，电功为UⅠt，电热为Ⅰ2Rt C.在纯电阻电路中， UⅠt=Ⅰ2Rt D.在非纯电阻电路中， UⅠt＞Ⅰ2Rt BCD

  16. 练习5 一台电动机的线圈电阻和一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同的时间内 （ ） A.电炉和电动机产生的热量相等 B.电炉两端电压大于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 AD

  17. 练习6 电动汽车成为未来汽车发展的方向。若汽车所用电动机两端的电压为380V，电动机线圈的电阻为2Ω，通过电动机的电流为10A，则电动机工作10min。求： （1）消耗的电能; （2）产生的热量; （3）输出的机械能。 W=2.28×106J Q=1.20×105J E=2.16×106J

  18. 作业 教材55页 1、2、 4

  19. 动动脑筋! 如右图所示的电路，若将玩具电动机卡住，电流表的示数如何变化？ 解释：电动机转动时，电路为非纯电阻电路，有I非<U/R。若将玩具电动机卡住，则电路变为纯电阻电路，有I纯=U/R，即I纯>I非。电流变示数变大。

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