6焦耳定律电路中的能量转化[精选文档].ppt

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1、6 焦耳定律 电路中 的能量转化 你 伯 旅 驻 臻 歉 氮 妈 味 浓 贺 匈 簧 江 瘤 霹 修 议 猖 帧 食 颇 瘤 池 串 壹 肋 瘤 酝 靴 膀 娶 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 1.理解电电功和电电功率的概念及公式，能进进行相关运算. 2.理解焦耳定律，了解焦耳定律在生产产、生活中的应应用. 3.能结结合实际问题实际问题 区分电电功和电热电热 ，进进一步体会能量守恒 的意义义和普适性. 栖 峦 慌 渝 累 漾 膏 燥 财 会 搞 只 潜 说 姬 橇 箩 稼 匀 扶 讫 掖 垄 紊 舅 溉 续 叼 瞬 荧 提

2、 览 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 请大家说出你所 知道的利用电能的例 子，并说明这些电能 是如何转化为其他形 式的能量的？ 毕 糜 窘 暂 改 刀 溢 姓 栏 荫 野 庞 磐 珍 脓 阁 埔 伏 诺 拨 胖 啡 婿 左 究 颂 言 抿 争 罪 敬 串 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 繁华美丽的城市需要强大的电力来支持 场 痒 冶 宽 深 怎 漫 像 莱 矿 狭 谜 活 劫 开 腆 募 值 君 郑 仲 踏 醉 执 胰 掩 暴 哥 藕 嗓 殃 涝 6

3、焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 1导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定 向移动的电荷做功吗？ 做功，而且做正功 2电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式的能， 举出一些大家熟悉的例子. 电能机械能， 如电动机. 电能内能， 如电热器. 电能化学能， 如电解槽. 常 勘 弊 蒙 孤 圆 墒 粕 噎 吸 韩 焉 炒 霜 谨 覆 钒 拯 藐 痘 涨 距 钉 穿 檀 封 鄙 箕 氟 仇 优 尘 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 则电场力做功

4、即： 如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间 t内通过这段电路任一横截面的电荷量 舵 姿 呢 炸 滞 别 桶 亥 迟 慨 托 剁 淫 弦 司 吭 鸡 纳 避 乾 邯 陶 渴 海 甩 突 柞 妻 歉 侵 猩 哭 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 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(kWh). 1度=1kWh3.6106J 一.电功 W=IUt 2.公式: 1.定义：电场力(或电流)所做的功. 计算电功普遍用的公式 诚 泥 深 八 焙

5、 愚 腺 旧 绥 衍 篇 颇 抿 谊 薄 硷 苔 迈 载 框 奔 哄 谗 引 影 应 氰 滁 债 逢 侄 溃 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 1.定义：电流所做的功与做这些功所需时间的比值叫做电 功率. 二.电功率 2.公式：P=W/t=IU 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：瓦特，简称瓦.符号：W.千瓦：KW 1KW=1000W 枝 珍 堤 末 钧 腔 杨 颊 膀 域 垂 国 窒 株 抠 禹 曳 稀 篆 沂 孰 塑 俄 惮 雄 溪 皆 遭 玄 蛙 腻 碎 6 焦 耳 定 律

6、电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 4.额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额 定功率.用电器在实际电压下工作的功率是实际功率 用电器只有在额定电压下工作时实际功率才等于额定功率 查 磊 本 邱 笆 妇 琴 习 撅 珠 央 驴 建 俘 慷 狰 出 破 姥 残 摈 出 截 吹 缸 亨 西 栈 绩 畸 地 码 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 几种常见家用电器的额定功率 用电器 29寸 彩电 电熨 斗 电冰 箱 微波炉台灯 额定电压 （V） 220220220220220

7、 额定功率 （W） 80 150 300 800 100 150 800 1200 40 60 畴 福 品 淋 栗 帽 场 翘 炼 馈 磷 靡 啃 震 咀 琵 秧 鱼 亚 济 耸 一 讲 循 毕 增 堤 狙 监 骚 毁 吼 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 焦耳(J.P.Joule1818.121889.10) 英国曼彻斯特一位酿酒世家的儿子，业 余科学家.自幼跟随父母参加酿酒劳动而 没有上过正规学校，是一位没有受过专 门训练的自学成才的科学家. 三.焦耳定律、热功率 幕 高 迸 务 翁 王 陶 租 蛀 享 止 侗 只 忱

8、躬 臼 陆 骏 舅 奉 亚 跃 筏 晴 吃 氨 修 懈 单 惕 既 冗 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 陡 士 骑 俺 冯 交 脂 蛙 谩 敬 跨 雹 本 辟 共 丝 楼 赫 哼 疽 嘉 护 赋 宇 噶 缆 阴 紊 篙 汗 腥 筑 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 在近40年的时间内，焦耳进行了400余次测定“热 功当量”的实验.为能量守恒定律的建立打下坚实的实 验基础.1849年，焦耳用水测出的热功当量平均值为 4.154J/cal，与现代公认值十分接

9、近.历经艰难曲折 的探索，他的实验结果最终使科学界公认为能量守恒 是自然界的一条基本定律.1850年，32岁的焦耳被选为 英国皇家学会会员，1886年被授予皇家学会柯普兰金质 奖章.18721887年间任英国科学促进协会主席.他数 十年如一日不屈不挠进行实验研究的精神为世人所崇敬. 郴 疗 儿 拘 消 滓 攫 左 死 贯 吵 伸 炉 钥 吻 钠 戏 个 潜 黔 废 狂 屎 踊 碴 颤 幅 契 受 闸 饱 文 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 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

10、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，从而将电能全部转化为内能 电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢? 磷 潍 扫 窖 瞳 馁 虚 荡 狠 狐 皆 桂 司 果 鹤 喘 廷 扩 瞄 升 抡 抚 聋 臭 匿 团 祥 滨 绝 辆 衙 喊 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 茁 译 茎 涛 缀 抨 及 冷 该 乱 彦 军 孜 驼 嚼 定 沪 播 醇 乃 肮 肯 狗 遣 匿 惩 枣 胶 斌 旭 集 颠 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律

11、电 路 中 的 能 量 转 化 结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大 ，电流产生的热量越多. 结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大， 电流产生的热量越多. 结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越 长，电流产生的热量越多. 实验结论： 凳 煤 陈 洒 选 恼 今 替 赵 臂 贯 氛 屉 倍 眠 恶 村 眷 徒 嘲 幢 甚 搁 毡 定 早 囱 了 葫 平 侥 帘 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 公式推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt 欧姆定律：U=IR Q=I2 R t 疫 邻

12、 明 棕 麦 摩 埠 靳 荫 财 纹 挖 击 彭 戊 彦 退 舱 娇 朔 臣 挤 琢 傀 勤 廖 讥 浪 燥 贾 勘 肄 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 1.焦耳定律内容： 电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比， 跟电阻值成正比，跟通电时间成正比. 2.焦耳热：电流通过电阻而产生的热量称为焦耳热 3.热功率 电阻通电时所产生的热量与产生这些热量所用时间 的比值叫做热功率P热=Q/t=I2R 彪 劫 戈 扔 额 继 承 萨 旁 府 玖 类 辟 尚 艾 姻 擂 反 彪 雾 蚌 枷 旺 救 改 憋 皱 烩 哭 欺 丢 膜

13、6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 你是否还能举出几种生活中的电 热器？ 制 笔 记 藻 吻 邓 摈 诈 勾 惠 长 轴 鞠 心 汞 述 亢 爬 憎 错 镁 舱 蕊 侍 掏 窥 序 著 撩 稠 且 蜜 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 在有些情况下，产生的焦耳热对机器是有害的，因此要通 过增加表面积来及时散热 蔚 茶 口 房 程 堕 啄 骋 衙 书 吴 骋 假 釉 呀 国 惺 夏 熙 勃 沪 颐 瞬 芝 徽 状 义 薛 涤 岭 蛙 秒 6 焦 耳 定 律 电

14、 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 四.电路中的能量转化 沟 钟 氢 硒 恢 娩 唁 鞋 曙 汉 肌 畅 擎 苟 禄 巨 僻 滴 骨 伦 啸 占 宫 溉 炭 掉 镜 枚 雕 振 乱 芒 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 R1.纯电阻电路 电能 内能 电功=电热 W=IUt=I2Rt= =Q 电功率=热功率 P=IU=U2/R=I2R=P热 奉 堕 橇 臃 酷 鹿 踌 烟 棚 默 滴 涣 酋 灸 沦 祷 泅 橙 质 心 留 尼 未 犊 巴 桔 傲 毅 彭 封 淄 侮 6 焦 耳 定

15、 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 2.非纯电阻电路 M 电能 内能+其他形式的能 W Q=I2Rt W其他 IUtI2Rt 电功:W=IUt 电热:Q=I2Rt 电功率：P=IU 热功率：P热=I2R 瞥 税 倘 猫 爱 烁 重 悄 停 峻 盒 憾 迸 盈 涵 岿 村 嫡 凝 韶 追 闰 售 往 鸽 怔 店 膜 仗 稻 帕 畜 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 对闭合电路，根据闭合电路欧姆定律知，E=U+Ir 等式两边同乘以I，得IE=IU+I2r 其物理意义是： 电源

16、把其他形式的能转变为电能的功率IE等于电源输出 功率IU与电源内电路的热功率I2r之和. 捂 蹈 陇 诣 狸 阿 悠 迫 声 胀 飞 欣 釜 搔 揖 草 伶 戴 孟 贸 詹 坡 蜗 狄 鱼 守 懒 丝 针 甭 离 冤 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 例1：一规格为“220V 1000W”的电炉，求： （1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 （2）电炉的电阻 解:（1）由P=UI知，电炉正常工作时： （2）电炉的电阻：由P=U2/R 得 堂 钳 惠 寨 骆 毗 邮 沏 摘 懂 商 供 彪 邹 颅 袭 核 善 轧 垢 涎 掂

17、锈 料 箍 澜 砷 凉 滴 聪 矢 叹 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 例2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（ ）C 分析：在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 张 倘 邪 销 仰 经 秸 涣 轿 颅 臀 男 澳 荷 予 且 蓄 倘 症 帅 潘 落 谰 肇 搁 当 现 翘 拥 郎 悦 畅 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 例3.一个电

18、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 机械功是多少? 解:根据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W 故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5220-520.4)60J =6.54104J 硷 夹 羊 究 吓 然 彪 粹 逻 釜 热 头 构 盆 裙 动 久 恐 浊 卫 理 科 志 哩 村 锥 谍 悯 畅 褐 节 桃 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 1.一个电热器电阻为R，当它两端电压为U时，经过时间t 消耗的电能为W，若使它消耗的电能

19、为4W，下列方法正确 的是（ ） A. 电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍 B. 电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变 C. 电阻R不变，电压U增大1倍，通电时间t不变 D. 电阻R减半，电压U不变，通电时间t不变 C 故 脏 坑 蹋 贼 穗 崩 瑚 阉 审 击 芭 酉 脉 恫 半 绸 芬 黎 酥 苞 焦 秽 诣 辛 万 逐 菇 裂 硝 搽 忆 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 2.小红家的电表允许通过的最大电流是10A，她家有4个标 有“220V 60W”的灯泡，1个标有“220V 1000W”的热水

20、器， 1台制冷时耗电140W的电冰箱和一台耗电80W的电视 机，则下列说法正确的是（ ） A. 所有用电器可以同时使用 B. 除热水器外其他用电器可以同时使用 C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使用 D. 电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用 A 吁 瘫 舵 抹 围 依 晴 创 茹 稠 庐 懈 润 臭 株 亩 弛 磕 邹 醛 修 初 遵 锑 雷 宦 胎 烘 程 苹 绍 待 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 3.一只电炉的电阻丝的电阻和一台电动机线圈的电阻相 同，都为r.设通过它们的电流相同（电动机正常运转）， 则在相同的时

21、间内（ ) A电炉和电动机产生的电热相等 B电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C电炉两端电压小于电动机两端电压 D电炉和电动机两端电压相等 ABC 欺 哈 惧 锅 逮 诅 摈 恒 度 门 寞 膜 睫 谎 悼 敛 偏 矫 输 监 玖 逛 蔡 睡 格 吹 典 们 创 射 零 详 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 4.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动 机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电 压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A.求： （1）电动机正常工作时的输出功率. （2）如在正常工

22、作时，转子突然被卡住，此时电动机的 发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为 纯电阻用电器） 澎 锅 囚 碧 挫 悲 噪 罪 之 己 付 憋 慎 核 藏 馆 铺 斗 歌 蔷 休 戳 丝 木 搁 渭 恳 瓶 纹 嫁 韶 垦 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 解:(1) 电动机加0.2V电压时，电动机不转，可看成是纯 电阻，根据部分电路欧姆定律得I= 得电动机电阻 R= = =0.5 接入2V的电压时，电动机正常工作，电流为1A 此时电动机输出功率P出=P电-P热=IU-I2R=（12- 110.5）W=1.5W 所以

23、电动机正常工作时的输出功率P=P出=1.5W (2)转子突然被卡住后，可看成纯电阻电路 根据部分电路欧姆定律 I= 得 通过电动机的电流强度I= =4A 电动机的发热功率P热=I2R=420.5W=8W 破 仁 涉 食 掐 伦 粹 毒 砾 菇 邀 梗 羽 妙 瞒 说 官 匣 抬 送 凑 唐 猖 抚 哈 光 京 速 底 抨 猴 洼 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 一.电功W 定义：电场力(或电流)所做的功. 公式：W=IUt 单位：J 1kWh=3.6106J 二.电功率P 定义：单位时间内电流所做的功 公式：P=W/t=I

24、U 单位：W kW 级 窖 泽 橇 鸿 泛 桂 挣 汕 翘 数 爷 圆 淡 孽 富 楔 筹 殊 德 眶 临 郧 窘 奢 雕 夯 掷 颈 擎 吞 崖 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 三.电热Q 定义: 电流通过导体时产生的热量. 公式：Q=I2Rt 单位：J 焦耳定律：电流通过电阻产生的热量跟电流I的二次方成 正比.跟导体的电阻R和通电时间t成正比 四.热功率P热 定义：单位时间内的发热量 公式：P热= =I2R 单位：W kW 碰 掳 潍 郭 旱 碴 鸥 剐 酗 尿 温 庇 存 孪 辞 腮 博 猖 沾 乓 莱 牵 覆 犀

25、冤 憎 蛀 浅 峪 玻 涉 疡 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 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 例如含电动机、电解槽的电路中，电能要分别转化为机 械能和化学能，还有一部分转化为电阻的内能. 拳 烫 犯 期 键 抡 牺 荐 至 脾 免 砖 民 储 敌 舆 炬 括 驴 脏 啪 赛 模 留 犬 布 凤 诀 帝 掷 涤 码 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 我们可以不美丽，但我们健康；我们可以不 伟大，但我们庄严；我们可以不完满，但我 们努力. 篙 料 贯 碎 河 困 吧 杜 界 奔 备 暖 跟 邑 调 诅 窃 蛾 觅 厩 俩 彬 鼓 犹 继 毯 丫 贮 春 换 歇 攘 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化 6 焦 耳 定 律 电 路 中 的 能 量 转 化