第五節(jié) y焦耳定律_第1頁
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5、焦耳定律想想他們有什么共同點?1、電燈泡接入電路中,燈泡和電線中流過相同的電流,燈泡和電線都要發(fā)熱,可是實際上燈泡、電線的發(fā)熱卻不易察覺,這是為什么?2、假如在照明電路中接入大功率的電爐,電線將顯著發(fā)熱,有可能燒壞它的絕緣皮,甚至引起火災,這又是為什么??想一想一、電功和電功率W=qUq=ItW=UIt例1、如圖表示很小的一段電路,電壓為U,電流為I,電子從左向右的定向移動,用時間為t,則電場力做的功是多少?用電器消耗的電能是多少?1.電功:在一段電路中電場力所做的功,也就是通常所說的電流所做的功,簡稱為電功.在國際單位制中電功的單位是焦(J),常用單位有千瓦時(kW·h).W=UIt1kW·h=3.6×106J2.電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功(1)一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積.(2)電功率表示電流做功的快慢.(3)單位:在國際單位制中是瓦(W),常用單位還有毫瓦(mW),千瓦(kW).1kW=103W=106mW=10-3MW3.額定功率和實際功率:用電器銘牌上所標稱的功率是額定功率,用電器在實際電壓下工作的功率是實際功率.

用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率.電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢?例2:通過燈泡的電流I,燈泡的電阻R,通電時間為t,求t時間內(nèi)電流做的功?t時間內(nèi)電流通過燈泡產(chǎn)生的電熱是多少?解:電流做功為:W=UIt由歐姆定律得:I=U/R二、焦耳定律1、電路中的能量轉(zhuǎn)化電流做功的過程,是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程.電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能;電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學能;電熱器把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

在真空中,電場力對電荷做正功時,減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能;在金屬導體中,在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞,把定向移動的動能傳給離子,使離子熱運動加劇,將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.2.焦耳定律:電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導體的電阻R和通電時間t三者的乘積.焦耳定律適用于純電阻電路,也適用于非純電阻電路中的導體發(fā)熱.

三.熱功率:單位時間內(nèi)導體的發(fā)熱功率叫做熱功率.熱功率等于通電導體中電流I的二次方與導體電阻R的乘積.例3、取一個玩具小電機,其內(nèi)阻R=1.0Ω,把它接在如圖電路中。(1)先夾住電動機軸,閉合電鍵,電機不轉(zhuǎn)。使電壓表的示數(shù)為0.50V,記下電流表的示數(shù)為I=0.50A,算出小電機消耗的電功率和熱功率。(2)再松開夾子,使小電機轉(zhuǎn)動,使電壓表的示數(shù)為2.0V(此電壓為小電機的額定電壓),記下電流表的示數(shù)I=0.40A

,算出小電機消耗的電功率和熱功率分組討論上述計算結(jié)果,總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系取一個玩具小電機,其內(nèi)阻R=1.0Ω,把它接在如圖電路中。(1)電機不轉(zhuǎn)時,U=0.50V,I=0.50A(2)電機轉(zhuǎn)動時,U=2.0V,I=0.40A(1)P電=UI=0.50×0.50W=0.25WP熱=I2R=0.502×1.0W=0.25WP電=P熱(2)P電=UI=2.0×0.40W=0.80WP熱=I2R=0.402×1.0W=0.16WP電>P熱純電阻電路:

電能→內(nèi)能

QI2Rt

WUIt=I=U/RM非純電阻電路:電能→內(nèi)能+其它形式的能WW

-QQUIt

I2RtI<U/R說明:歐姆定律不適用于非純電阻電路?。局改扯坞娐吩谀扯螘r間內(nèi)消耗的全部電能!

Q指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能!電功等于電熱電功大于電熱練習:一臺電動機的線圈的電阻為0.4Ω,電壓為220V,通過電動機的電流為5A,求電動機每分鐘所做的機械功是多少?=6.54×104J解:W機=W電-W熱=IUt-I2rt練習:對計算任何用電器的電功率都適用的公式是(

CD練習、加在某臺電動機上的電壓是U,電動機消耗的電功率為P,電動機線圈的電阻為r,則電動機線圈上消耗的熱功率為()

A.P

B.U2/r

C.P2r/U2D.P–P2r/U

C非純電阻電路中計算電功率只能用P=UI,

熱功率只能用P熱=I2R練習、微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定,當加上0.3V的電壓時,通過電流為0.3A,此時電動機不轉(zhuǎn),當加在電動機兩端的

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