1 / 30

第二章 恒定电流

第二章 恒定电流. 2.5 焦耳定律. 一、电功. 1 、定义:电场力 ( 或电流 ) 所做的功. 电功是电能转化为其他形式能的量度. 电炉通电时,电能转化为内能;电动机通电时,电能转化为机械能;电池充电时,电能转化为化学能。 电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。. 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。 电场力 对电荷做功,电荷的电势能减少,其他形式的能 增加。. 功是能量转化的量度,电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。. W=IUt. 一、电功. 2 、公式 :. 一段电路两端的电压为 U , 通过的电流为 I ,

Download Presentation

第二章 恒定电流

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 第二章 恒定电流 2.5 焦耳定律

  2. 一、电功 1、定义:电场力(或电流)所做的功. 电功是电能转化为其他形式能的量度. 电炉通电时,电能转化为内能;电动机通电时,电能转化为机械能;电池充电时,电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,其他形式的能增加。 功是能量转化的量度,电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。

  3. W=IUt 一、电功 2、公式: 一段电路两端的电压为U,通过的电流为I, 则在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量: q=I t 电场力做功:W=qU

  4. 一、电功 电功普适公式 1、定义:电场力(或电流)所做的功. W=IUt 2、公式: 电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、通电时间t 三者的乘积. 3、单位:焦(J)千瓦时(kW·h). 1kW·h=3.6×106J

  5. 二、电功率 电功率普适公式 P =W/t=IU 2、公式: 1、定义:单位时间内电流所做的功. 表示电流做功的快慢. 电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积. 3、单位:瓦(W) 千瓦(kW).  1kW=103W

  6. 二、电功率 800~1200 额定电压(V) 40~60 用电器 29寸彩电 电熨斗 电冰箱 微波炉 台灯 100~150 220 220 220 额定功率(W) ~150 300~800 220 220 额定功率和实际功率 额定功率:用电器在额定电压下工作的功率. 实际功率:用电器在实际电压下工作的功率. 几种常见家用电器的额定功率 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. 输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.

  7. 三、电热 电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢? 1、定义:电流通过导体产生的热量. 在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的动能传给离子,使离子热运动加剧,将电能全部转化为内能.

  8. 三、电热 Q=I2Rt 1、定义:电流通过导体产生的热量. 2、公式: (1)推导: 电能全部转化为内能: Q=W=IUt 欧姆定律:U=IR (2)实验:

  9. 三、电热 电热普适公式 Q=I2R t 2、公式: 焦耳定律:电流通过导体产生的热量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 . 3、单位:焦(J)千瓦时(kW·h). 焦耳定律适用于:纯电阻电路;非纯电阻电路. 纯电阻电路:只含有电热元件的电路(如白炽灯、电炉、电烙铁;及转子被卡住的电动机). 非纯电阻电路:电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路.

  10. 四、热功率 热功率普适公式 P=Q /t=I2R 2、公式: 1、定义:单位时间内的发热量. 热功率P等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积. 3、单位:瓦(W) 千瓦(kW).

  11. R M 纯电阻电路: 电能→内能 I=U/R Q I2Rt W IUt 指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! = 非纯电阻电路: 电能 → 内能+其它形式的能 I<U/R W W其 指转化为内能的那部分电能! 说明:欧姆定律不适用于非纯电阻电路! Q > IUt I2Rt

  12. R M 纯电阻电路: 电能 → 内能 I=U/R Q I2Rt W IUt = 电功 = 电热: IUt = =I2Rt =Q W= U2t/R 电功率=热功率:P = IU= U2/R= I2R =P热 非纯电阻电路: 电能 → 内能+其它形式的能 I<U/R Q W其 W >I2Rt IUt 电功:W= IUt 电热:Q=I2Rt 电功率:P=IU 热功率:P热=I2R

  13. 小结: 电功和电功率、电热和热功率 一、电功W 定义:电场力(或电流)所做的功. 公式:W=IUt 单位:J 1kWh=3.6×106J 对纯电阻电路: 电功=电热 电功率=热功率 对非纯电阻电路: 电功>电热 电功率>热功率 二、电功率P 定义:单位时间内电流所做的功 公式:P=W/t=IU单位:W kW 三、电热Q 定义: 电流通过导体产生的热量. 公式:Q=I2Rt 单位:J 焦耳定律:电流通过导体产生的热量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 . 四、热功率P热 定义:单位时间内的发热量 公式:P热=Q/t=I2R单位:W kW

  14. 例1:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()例1:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()

  15. W = = 计算电功率的普适公式为: P IU t 只有在纯电阻用电器的前提下,才可由 改写电功率的表达式. 解析: 用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等). 所以,正确选项为C、D.

  16. Q = = 计算热功率的普适公式为: P I2R t 例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( )

  17. 例3、一个电动机,线圈电阻是0.4 ,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:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律: P电=P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 =I2R 消耗的电功率为: P电=IU 因此电动机所做机械功的功率: P机=P电-P热=IU-I2R 根据功率与做功的关系,电动机每分钟所做的机械功为: W=P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J

  18. 例3、一个电动机,线圈电阻是0.4 ,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:据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W 故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60 J =6.5×104 J

  19. = 1.电功: W IUt = 2 Q I Rt 3.电热: W 2.电功率: = = P IU t Q 4.热功率: = = 2 P I R t 小结: 电功和电功率、电热和热功率 对纯电阻电路: 电功=电热 电功率=热功率 对非纯电阻电路: 电功>电热 电功率>热功率

  20. 电功、电功率的计算 1、用电器正常工作的条件: ①用电器两端的实际电压等于其额定电压. ②用电器中的实际电流等于其额定电流. ③用电器的实际电功率等于其额定功率. 由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必定满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件. 灵活选用等效条件,往往能够简化解题过程. 2、用电器接入电路时: ①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变. ②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.

  21. 1、一个电炉额定电压为220V,额定功率为800W,如果接入110V电路中,实际消耗的功率为多大?1、一个电炉额定电压为220V,额定功率为800W,如果接入110V电路中,实际消耗的功率为多大? 200W

  22. R3 R2 R1 2、下图所示的电路中,三电阻串联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则 P1:P2:P3等于( ) A、2:3:6 B、6:3:2 C、1:2:3 D、3:2:1 A 在串联电路中,功率跟电阻成正比。

  23. 3、下图所示的电路中,三电阻并联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则 P1:P2:P3等于( ) A、2:3:6 B、6:3:2 C、1:2:3 D、3:2:1 D 在并联电路中,功率跟电阻成反比。

  24. 4、如图,已知R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。4、如图,已知R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。 1∶2∶6

  25. 5、在电阻上除了标明电阻值,还标明额定功率值,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个功率,电阻器就会被烧坏。现有一个“100Ω 4W”的电阻器,允许通过这个电阻器的最大电流为多大?允许加在这个电阻器两端的电压为多大? 0.2A;20V

  26. 6、有人用一个“100Ω,4W”的电阻和一个“50Ω,8W”的电阻串联,作为150Ω电阻使用,则该 150Ω电阻允许通过的最大电流为____;能承受的最大电压为_____;额定功率为 。 0.2A;30V;6W

  27. L1 L2 L2 L1 L1 L2 L1 L2 A B C D 7、如图所示,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”字样,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路? B

  28. 8、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( ) A.PB.U2/r C C.P2r/U2 D.P-P2r/U2 非纯电阻电路中计算电功率 只能用P=UI, 热功率只能用P热=I2R 所以 正确的是 (C)

  29. 作业: 问题与练习:4 - 5

More Related