焦耳定律電路中的能量轉(zhuǎn)化.ppt

1、焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化,武勝中學(xué) 吳建兵,第二章,第6節(jié),理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,知識點(diǎn)一,知識點(diǎn)二,知識點(diǎn)三,隨堂基礎(chǔ)鞏固,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,考向一,考向三,考向二,熟悉課本知識,3焦耳定律的表達(dá)式為QI2Rt，此式只能用于純電阻電路和非純電阻電路發(fā)熱部分。,4電源工作時(shí)，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率為IE，等于對外輸出功率IU和電源內(nèi)部的熱功率I2r之和。即： IE=IU+I2r,1電功是指電場力移動(dòng)電荷所做的功，其大小為WquUIt,2電功率指單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，表達(dá)式為PW/tUI，表示電流做功的快慢。,1電功 (1)定義：電場力 所做的功。 (2)大?。旱扔谶@

2、段電路兩端的電壓U與電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的 。 (3)公式：W 。 (4)國際單位：焦耳，符號J。千瓦時(shí)(kWh) (5)意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做了多少功，表明就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。即電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。,移動(dòng)電荷,乘積,UIt,1kWh3.6106J,比值,乘積,快慢,UI,重點(diǎn)詮釋,焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R 和通電時(shí)間 t 三者的乘積 ,焦耳定律適用于:純電阻電路；非純電阻電路發(fā)熱部分。,純電阻電路：只含有電熱元件的電路（如白熾燈、電爐、電烙鐵；及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)）。,非純電阻

3、電路：電路中含有在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)或有在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電解槽的電路,Q=I2R t,1）、公式:,2.電熱Q,2）、單位：焦(J) 千瓦時(shí)(kWh),3額定功率和實(shí)際功率 (1)用電器正常工作時(shí)所消耗的功率叫做額定功率。當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時(shí)，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額，且P額U額I額。 (2)用電器的實(shí)際功率是用電器在實(shí)際工作時(shí)消耗的電功率。為了使用電器不被燒毀，一般要求實(shí)際功率不能大于其額定功率。,答案： BC,正比,正比,I2Rt,比值,I2R,適用于純電阻電路和非純電阻電路發(fā)熱部分。,4焦耳熱的應(yīng)用與危害 (1)應(yīng)用：利用電流的熱效應(yīng)來加熱、烘干物體，如電烙

4、鐵、電烤箱、電暖氣、電爐、電飯鍋、電熨斗等。 (2)危害：減少用電器的使用壽命。 燒壞用電器甚至引起火災(zāi)。,重點(diǎn)詮釋,1純電阻電路與非純電阻電路對比,非純電阻電路計(jì)算電熱時(shí)一般用：QI2Rt,2電功率的計(jì)算公式PU2/R中，U是加在用電器上的 電壓，R是用電器的電阻，此式可用于 () A計(jì)算電冰箱的功率B計(jì)算電風(fēng)扇的功率 C計(jì)算電烙鐵的功率 D計(jì)算洗衣機(jī)的功率,解析：公式PU2/R是根據(jù)功率公式和歐姆定律推導(dǎo)出來的，只能用在純電阻電路中，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。,答案：C,1電源內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化 在電源內(nèi)部，通過各種作用將其他形式的能轉(zhuǎn)化為 。 2電路中的能量轉(zhuǎn)化 (1)純電阻電路中：P電 。

5、 (2)在非純電阻電路中：P電 。,電能,P熱,P熱,P其他,3閉合電路的功率分析 (1)公式表達(dá)：由閉合電路歐姆定律可得IE 。 (2)物理意義：電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的功率IE，等于電源輸出功率 與電源內(nèi)電路的熱功率 之和。,IU,I2r,IU,I2r,重點(diǎn)詮釋,圖261,3在如圖262所示的UI圖像中， 直線為某一電源的路端電壓與電流 的關(guān)系圖像，直線為某一電阻R的 伏安特性曲線。用該電源與電阻R組 成閉合電路。由圖像判斷正確的是() A電源的電動(dòng)勢為3 V，內(nèi)阻為0. 5 B電阻R的阻值為1 C電源的輸出功率為4 W D電源的效率為80 %,圖262,答案：ABC,例1額定電壓

6、都是110 V，額定功率PA100 W、PB40 W的電燈兩盞，若接在電壓是220 V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是 (),圖263,審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)兩燈的電阻大小關(guān)系； (2)題目要求兩燈均正常發(fā)光且電路消耗功率最小。,對于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光。 對于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UAUB110 V，兩燈可以正常發(fā)光。 比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(IAIB)110，而D電路中變阻器功率為(IAIB)110，所以C電路消耗電功率最小。,

7、答案C,(1)在串聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及兩端電壓均與其電阻成正比。 (2)在并聯(lián)電路中，用電器消耗的功率及流過電阻的電流均與其電阻成反比。,1有四盞電燈，如圖264所示連接 在電路中，L1、L2都標(biāo)有“220 V，110 W” 字樣，L3和L4都標(biāo)有“220 V，40 W”字樣， 把電路接通后最暗的是 () AL1 BL2 CL3 DL4,圖264,答案：C,例2規(guī)格為“220 V36 W”的排氣扇，線圈電阻為40 ，求： (1)接上220 V的電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率； (2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功率和發(fā)熱的功率。,審題指導(dǎo)解答本題時(shí)

8、應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)歐姆定律的適用條件。 (2)機(jī)械功率、輸入功率與熱功率的關(guān)系。 (3)無論電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)熱功率均為PI2R。,答案(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W,電動(dòng)機(jī)電路的功率關(guān)系 (1)電動(dòng)機(jī)的等效處理：電動(dòng)機(jī)是一種 非純電阻用電器，它把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 和內(nèi)能。在電路計(jì)算中，常把電動(dòng)機(jī)等效 為阻值等于其內(nèi)阻的電阻r和無電阻的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈串聯(lián)而成，如圖265所示。電流通過r時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為熱能，而線圈把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 (2)輸入功率：電動(dòng)機(jī)的總功率。由電動(dòng)機(jī)電路的電流和電壓決定，計(jì)算公式：P總UI。,圖265,圖266,2如圖267所示的電路中，電源電 壓

9、為60 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R2 ， 電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R01.6 ，電壓表的 示數(shù)為50 V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。,圖267,答案：210 W,例3電路圖如圖268甲所示，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15 ，定值電阻R03 。,圖268,(1)當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？ (2)當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？ 審題指導(dǎo)解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)： (1)由UI圖像求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。 (2)電路中的電流最大時(shí)，R0消耗的功率最大。 (2)根據(jù)電源有最大輸出功率的條件，求電源的最大輸出功率。,答案(1)010.9 W(2)4.5 13.3 W,(1)定值電阻消耗功率最大時(shí)通過的電流一定最大。 (2)求可變電阻消耗的最大功率時(shí)，可將固定電阻等效到電源內(nèi)部處理。 (3)不要死記電路中內(nèi)、外電阻相等時(shí)電源有最大輸出功率的條件，由于題目條件的限制，不一定存在