鲁科版高中物理选修3-1课件-焦耳定律课件2.ppt

1、高中物理高中物理选修选修3-1鲁科版鲁科版第三章第三章 恒定电流恒定电流第三讲第三讲 焦耳定律焦耳定律目标定位目标定位焦耳定律焦耳定律知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算式进行有关计算.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系系.12目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别 3预习导学预习导学1.（1）电场力）电场力 电场力电场力 （2）UIt 2.单位时间单位时间 IU 瓦特瓦特 想一想：想

2、一想：电流做功越多，电功率越大电流做功越多，电功率越大吗？吗？一、电能一、电能 答案：答案：电功率是指电流单位时间内做的功，电流做功多，由于电功率是指电流单位时间内做的功，电流做功多，由于时间不确定，所以电功率不一定大时间不确定，所以电功率不一定大 焦耳定律焦耳定律1.电流的二次方电流的二次方 电阻电阻 通电时间通电时间 2.只含电阻只含电阻 想一想：想一想：电风扇、电冰箱消耗的电能等于电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗？电冰吗？电冰箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？二、焦耳定律二、焦耳定律答案：答案：不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，

3、不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，有大部分转化为了机械能，小部分转化为了电热有大部分转化为了机械能，小部分转化为了电热.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习 三、身边的电热三、身边的电热1.热效应热效应 2.过大过大课堂讲义课堂讲义一、一、电功和电功率电功和电功率（1）电功：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电）电功：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电 压压U、电路中的电流、电路中的电流I、通电时间、通电时间t三者的乘积；公式为三者的乘积；公式为WUIt.焦耳定律焦耳定律 电流做了多少功，就有多少电流做了多少功，就有多少电能转化为其

4、他形式的能，电能转化为其他形式的能，即电功等于电路即电功等于电路 中电能的减少量中电能的减少量（2）电功率的表达式为）电功率的表达式为PUI，反映了电流做功的，反映了电流做功的快慢快慢 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习1电功与电功率电功与电功率2用电器的额定功率和实际功率用电器的额定功率和实际功率(1)额定功率：用电器长期额定功率：用电器长期正常正常工作时的工作时的最大最大功率，也就是用电器加功率，也就是用电器加上额定电压上额定电压(或通以额定电流或通以额定电流)时消耗的电功率时消耗的电功率(2)实际功率：用电器的实际功率：用电器的实际实际工作时消耗的电功率它可

5、能与额定电工作时消耗的电功率它可能与额定电功率相等，也可能比额定电功率大或小功率相等，也可能比额定电功率大或小 注意由于对用电器的电阻值不考虑温度对其影响，即用电器注意由于对用电器的电阻值不考虑温度对其影响，即用电器的电阻看成是一个定值，所以有的电阻看成是一个定值，所以有R .22=UUPP额实额实课堂讲义课堂讲义 例例 1 有分别标有有分别标有“220 V、100 W”、“220 V、60 W”的的两个灯泡两个灯泡(1)把它们并联接到把它们并联接到220 V的电的电源上，实际功率各是多少？源上，实际功率各是多少？哪个灯泡更亮？哪个灯泡更亮？(2)把它们串联接到把它们串联接到220 V的电的电

6、源上，实际功率各是多少？源上，实际功率各是多少？哪个灯泡更亮？哪个灯泡更亮？焦耳定律焦耳定律解析解析 221220=104 408URP 同理同理 22222060807URP 12UUU额(1)2UPRP1=100WP2=60W2PI R目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习（2）220220A=A484 8071291I 21122214.1W23.4WP I RPI R课堂讲义课堂讲义 针对训练针对训练 一白炽灯泡的额定一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为功率与额定电压分别为36 W与与36 V.若把此灯泡接到输出电若把此灯泡接到输出电压为压为18 V的电源两端

7、，则灯泡的电源两端，则灯泡消耗的电功率消耗的电功率()A等于等于36 W B小于小于36 W，大于，大于9 WC等于等于9 W D小于小于9 W 焦耳定律焦耳定律解析解析 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习由由得正常工作时的电阻得正常工作时的电阻R36 2UPR假设灯泡的电阻也为假设灯泡的电阻也为36，则它消耗的功率为则它消耗的功率为2218W=9W36UPR功率小，电功率小，电阻率变小，阻率变小，电阻变小电阻变小36R 实际功实际功率小于率小于9WD 课堂讲义课堂讲义二、焦耳定律二、焦耳定律1电功、电热、电功率、热功率的关系电功、电热、电功率、热功率的关系.焦耳

8、定律焦耳定律（1）电功与电热的比较）电功与电热的比较:电功实质是静电力移动电荷做的功，电功实质是静电力移动电荷做的功，WqUUIt电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，QI2Rt 纯电阻电路中：纯电阻电路中：U=IR，WQUItI2RtU2t/R，电功等于电热电功等于电热 非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，电能还会转化非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，电能还会转化为其他形式的能即在非纯电阻电路中电功大于电热，为其他形式的能即在非纯电阻电路中电功大于电热，WQ，UItI2Rt，进一步推出：进一步推出：UIR或或IU/R(即非纯电阻电即非纯

9、电阻电路不服从欧姆定律路不服从欧姆定律)目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习（2）电功与电热的联系与区别）电功与电热的联系与区别 课堂讲义课堂讲义二、焦耳定律二、焦耳定律1电功、电热、电功率、热功率的关系电功、电热、电功率、热功率的关系.焦耳定律焦耳定律(3)电功率与电热功率的关系电功率与电热功率的关系目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习纯电阻电路中，纯电阻电路中，PP热热UII2R U2/R非纯电阻电路中非纯电阻电路中PUIP热热I2R 2.纯电阻电路和非纯电阻电路的特点对比纯电阻电路和非纯电阻电路的特点对比(1)纯电阻电路：纯电阻电路

10、：电路中只有电阻元件，电路中只有电阻元件，只能把只能把电能电能转化为转化为内能内能；服从欧姆定律服从欧姆定律IU/R；常见电学元件：常见电学元件：电阻、电电阻、电 炉丝、白炽灯炉丝、白炽灯等等(2)非纯电阻电路：非纯电阻电路：除电阻外还包括能把电能转化除电阻外还包括能把电能转化 为为其他形式能其他形式能的用电器；的用电器；不服从不服从欧姆定律：欧姆定律：UIR或或I U/R；常见电学原件：常见电学原件：电动机、电解电动机、电解 槽槽等等.课堂讲义课堂讲义例例 2 下列关于电功、电功率和下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，电流做功越快电功率越大

11、，电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多电路中产生的焦耳热一定越多BWUIt适用于任何电路，而适用于任何电路，而 WI2RtU2t/R只适用于纯电只适用于纯电 阻电路阻电路C在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，UII2RD焦耳热焦耳热QI2Rt适用于任何电适用于任何电 路路 焦耳定律焦耳定律2()PQRtU解析解析 P大，大，Q不一定大不一定大=UIR只有纯电阻只有纯电阻 成立成立WUItI2RtU2t/RPUII2R+P其他其他UII2R焦耳热的定义式焦耳热的定义式 BCD 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习课堂讲义课堂讲义例例 3 一台电风扇，内阻为一台电风

12、扇，内阻为20，接上接上220 V的电压后正常工作，的电压后正常工作，消耗的功率为消耗的功率为66 W求：求：(1)电风扇正常工作时通过风扇电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；电动机的电流；(2)电风扇工作时，转化为机械电风扇工作时，转化为机械能和内能的功率及电机的效率；能和内能的功率及电机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？率和发热功率各是多大？焦耳定律焦耳定律非纯电阻元非纯电阻元件件解析解析(1)由由PUI可得，可得，电流：电流：66

13、W=0.3A220VPIU（2）发热功率）发热功率PQI2r1.8 W 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习P机机PPQ64.2 W 机械功率与总功率之比机械功率与总功率之比 97.3%PP机（3）IU/r11 A 纯电阻元件纯电阻元件PUII2r2 420 W 相等相等课堂讲义课堂讲义例例 3 一台电风扇，内阻为一台电风扇，内阻为20，接上接上220 V的电压后正常工作，的电压后正常工作，消耗的功率为消耗的功率为66 W求：求：(1)电风扇正常工作时通过风扇电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；电动机的电流；(2)电风扇工作时，转化为机械电风扇工作时，转化为机械能

14、和内能的功率及电机的效率；能和内能的功率及电机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，此时通过电动机的不能转动，此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？率和发热功率各是多大？焦耳定律焦耳定律目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习机械功率与总功率之比机械功率与总功率之比相等相等借题发挥借题发挥(1)在纯电阻电路中，由于电在纯电阻电路中，由于电功与电热相等，因此公式功与电热相等，因此公式UIt、I2Rt、U2t/R既可计算电功既可计算电功，也可计算电热，也可计算电热(2)在非纯电阻电路中

15、，只能在非纯电阻电路中，只能用用UIt计算电功，用计算电功，用I2Rt计算计算电热，电热，U2t/R无意义无意义(3)通过电功通过电功(或电热或电热)计算电流计算电流或电压或电压对点练习对点练习 1一台电动机，额定电压为一台电动机，额定电压为100V，电阻为，电阻为1.正常工作时，通正常工作时，通过的电流为过的电流为5 A，则电动机因发，则电动机因发热损失的功率为热损失的功率为()A500 W B25 W C1 000 W D475 W 焦耳定律焦耳定律P热热I2r521 W25 W B目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习对点练习对点练习2电功率的计算公式电功率的计

16、算公式PU2/R中，中，U是加在用电器上的电压，是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于是用电器的电阻，此式可用于()A计算电冰箱的功率计算电冰箱的功率 B计算电风扇的功率计算电风扇的功率C计算电烙铁的功率计算电烙铁的功率 D计算洗衣机的功率计算洗衣机的功率 焦耳定律焦耳定律C目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习P UIUIR只适合只适合纯电阻纯电阻元件元件 对点练习对点练习焦耳定律焦耳定律目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习 3当电阻两端加上某一稳当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷定电压时，通过该电阻的电荷量为量为

17、0.3 C，消耗的电能为，消耗的电能为0.9 J为在相同时间内使为在相同时间内使0.6 C的的电荷量通过该电阻，在其两端电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别需加的电压和消耗的电能分别是是()A3 V，1.8 J B3 V，3.6 J C6 V，1.8 J D6 V，3.6 J RU0.3 CW1qU1 q2I2t 0.6CI2 2I16V2U1R I2 U2U13VW2 qU2 3.6JD 对点练习对点练习 4.如图所示是一直流电动机工如图所示是一直流电动机工作时的电路图作时的电路图.电动机内阻电动机内阻r0.8,电路中另一电阻电路中另一电阻R10,直流电压直流电压U160V，

18、电压表示，电压表示数数UV110V试求：试求：焦耳定律焦耳定律(1)通过电动机的通过电动机的电流；电流；(2)输入电动机的输入电动机的电功率；电功率；(3)电动机输出的电动机输出的机械功率机械功率解析解析 串联串联(1)(1)电阻电阻R的分压的分压 URUUV(160110)V50V 通过电阻通过电阻R的电流的电流IR A5 A5010RUR通过电动机的电流通过电动机的电流IMIR5 A(2)电动机的分压电动机的分压UMUV110V P入入IMUM550W(3)热功率热功率：P热热I2r20 W P出出P入入P热热530 W 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习再见再见