焦耳定律(市优质课评选课件).ppt

1、第二章第二章 恒定电流恒定电流教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。3、知道电功率和热功率的区别和联系。（二）过程与方法（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。问题一：问题一：请同学们自己列举生活中的用电请同学们自己列举生活中的用电器器，并说明通电后能量的转化情况并说明通电后能量的转化情况。问题

2、二：电能是如何转化成其他形式的能问题二：电能是如何转化成其他形式的能？电流做功的实质是什么？电流做功的实质是什么？一、电功一、电功 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有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。多少电能转化为其他形式的能。 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由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在做功。电荷的电场力在做功。电场力对电荷做功，电电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。荷的电势能减少，其他形式的能增加。1、定义：电场力、定义：电场力(或电流或电流)所做的功所做的功.电场力做功：电场力做功：W=qU 一、电功一、

3、电功一段电路两端的电压为一段电路两端的电压为U,通过的电流为通过的电流为I, 电荷电荷从左向右定向移动，移动的时间为从左向右定向移动，移动的时间为t,则静电力做则静电力做的功为的功为W=IUt2、公式、公式:q=I t则在时间则在时间t内通过这段电路任一横截面内通过这段电路任一横截面的电荷量的电荷量：电流在一段电路中所做的功电流在一段电路中所做的功W等于这等于这段电路中的电流段电路中的电流 I 、电路两端的电压、电路两端的电压U、通电时间通电时间 t 三者的乘积三者的乘积3、单位：焦、单位：焦(J) 千瓦时千瓦时(kWh).1kWh3.6106J一、电功一、电功W=IUt2、公式、公式:1、定

4、义：电场力、定义：电场力(或电流或电流)所做的功所做的功. 电功普适公式电功普适公式1、定义：单位时间内电流所做的功、定义：单位时间内电流所做的功. 物理意义：物理意义：表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢电流在一段电路上做功的功率电流在一段电路上做功的功率P等于等于 电流电流I与这段电路两端的电压与这段电路两端的电压U的乘积的乘积3、单位：瓦、单位：瓦(W) 千瓦千瓦(kW)1kW103W二、电功率二、电功率P =W/t=IU2、公式、公式: 电功率普适公式电功率普适公式 用电器铭牌上所标称的功率是用电器铭牌上所标称的功率是额定功率额定功率， 用电器在实际电压下工作的功率是用电器在实际电压下

5、工作的功率是实际功率实际功率用电器只有在额定电压下工作实际功率才等用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率于额定功率几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率 用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030080010015080012004060额定功率和实际功率额定功率和实际功率三、焦耳定律三、焦耳定律推导：推导： 电能电能全部全部转化为内能：转化为内能： Q=W=IUt欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R t1、定义、定义:电流通过导体产生的热量叫电热电流通

6、过导体产生的热量叫电热 设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通，通过的电流为过的电流为I，试计算在时间，试计算在时间t内电流通过此电阻产生内电流通过此电阻产生的热量的热量Q。焦耳定律：焦耳定律：电电流通过导体产生的流通过导体产生的热热量量Q跟电流跟电流I的二次方的二次方成正比成正比，跟，跟导体的导体的电阻电阻R 及及通电时间通电时间 t 成正比成正比 焦耳定律适用于焦耳定律适用于: :纯电阻电路；非纯电阻电路纯电阻电路；非纯电阻电路 Q=I2R t2、公式、公式:三、焦耳定律三、焦耳定律3、单位：焦、单位：焦(J) 千瓦时千瓦时(kWh). 电热普适

7、公式电热普适公式纯电阻电路：纯电阻电路：只含有只含有电热元件电热元件的电路的电路（如白炽灯、电炉（如白炽灯、电炉、电烙铁；及、电烙铁；及转子被卡住的电动机转子被卡住的电动机（欧姆定律成立）（欧姆定律成立）非纯电阻电路：非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发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生化学反应的电解槽的电路（欧姆定律不成立）欧姆定律不成立）1、定义、定义:单位时间内的发热量单位时间内的发热量.四、热功率四、热功率热功率热功率P等于通电导体中电流等于通电导体中电流 I 的二次的二次方与导体电阻方与导体电阻R 的乘积的乘积P=Q /t=I2R2、公式、公式:3、

8、单位：瓦、单位：瓦(W) 千瓦千瓦(kW) 热功率普适公式热功率普适公式研究电功率与热功率研究电功率与热功率的区别和联系。的区别和联系。实验电路图和实验内容：实验电路图和实验内容：取一个玩具小电机，其内阻取一个玩具小电机，其内阻R=2.9，把它接在如，把它接在如图所示的电路中图所示的电路中（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。热功率，并加以比较。（2）再松开夹子，

9、使小电机转动，调整滑动变阻）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为器的阻值，使电压表的示数为4.0 V（此电压为小（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。纯电阻电路纯电阻电路: 非纯电阻电路非纯电阻电路:电能电能 内能内能电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WIUt=I=U/R电功电功 = 电热电热: W= IUt = =I2RtU2t/R电功率电功率=热功率热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热热

10、 WW 其其QIUt I2RtIU/R电功：电功：W= IUt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P = IU热功率：热功率：P热热=I2RRM=Q问题情境问题情境1：对计算任何用电器的：对计算任何用电器的电电功率功率都适用的公式是都适用的公式是( ) RIP2RUP2UIPtWPCDCD变式训练变式训练1、对计算任何用电器的、对计算任何用电器的热功率热功率都适用的公式是都适用的公式是 ( ) RIP2RUP2UIP QPt计算计算热功率热功率的的普适公式普适公式为为: :I2RtQPADAD1.电功电功: IUtW 2.电功率电功率: IUtWP 3.电热电热: RtIQ2=4.热功率热

11、功率: RItQP2对纯电阻电路对纯电阻电路: 电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功率对非纯电阻电路对非纯电阻电路: 电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率电功和电功率、电热和热功率电功和电功率、电热和热功率问题情境问题情境2：一个电动机，线圈电阻是：一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当，当它两端所加的电压为它两端所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少这台电动机每分钟所做的机械功有多少?解解:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律: P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功率为电动机的热功率为: P热热 I2R 消耗的电功率为消耗的电功率为: P电电IU因此电动机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率: P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: WP机机t=(IU一一I2R)t =(5220- -520.4) 60J =6.5104J作业：课后练习题作业：课后练习题4、5