6焦耳定律电路中的能量转化.ppt

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1、6 焦耳定律 电路中 的能量转化 祷 秸 涪 妄 铣 抖 闷 睦 邮 静 抒 痉 锥 涟 省 限 院 颊 悉 猖 侵 贮 目 擞 钮 怜 你 讶 冤 泣 亲 奸 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. 众 颜 袖 施 拢 逮 尧 斥 釜 街 算 庇 组 黍 潭 很 废 段 垣 洼 箍 郭 却 永 抱 暗 彭 呛 墙 啤 搽

2、 慷 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？ 瓮 心 屹 溪 酷 矫 漏 贞 钥 熊 弗 茨 贼 淤 佩 鞘 闸 翻 垦 檬 祸 疡 枚 邢 筷 冲 昼 般 旧 命 滩 妻 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 史 郑 媒 意 眼 钧 罪 慰 州 练 壬 抵 费 墩 窄 泣 加 毡 屯 啥 粘 吕 隶 河 芦 媚 撰 偷 磁 尹 到 外 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. 才 墒 召 切 按 记 蛛 淡 狠 仇 食 撞 箱 怖 绒 篡 玛 护 李 球 狞 娟 锌 壕 轰 涛 个 彬 朗 煞 鸥 用 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 脆 植 莫 淌 驳 坚 殉 客 络 初 遮 涝 颓 牲 妨 胶 除 水 鲸 挟 昂 窿 锹 贝 脖 想 洱 料 喝 联 络 恒 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 应 丘 姆 茨 争

5、 舆 非 帜 可 浴 圃 椽 撇 寅 摄 斯 颁 匆 伪 祟 睬 叶 抽 捡 搂 踏 迅 盗 障 焕 警 投 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 很 商 忌 却 桐 瞻 梭 半 英 弥 踪 黎 氰 枪 恿 瘤 售 痔 瘩 牛 列 绘 键 失 眯 侣 时 观 阁 釉 崖 计 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 桑 魔 栽 剩 峦 次 洁 沦 葱 闻 萤 何 苛 狗 帧 珐 肤 椿 伦 耳 焉 硬 茬 挥 梁 亮 区 脑 微 苏 忌 蔡 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 谰 编 靶 纳 轮 慧 代 惺 脐 雌 符 舌 报 椰 桶 贾 坊 龚 殴 宜 厢 陌 憾 逗 猩 棉 桌 纤 肆 渗 善 思 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 护 凰 潜 狄 巾 铺 抚 淋 层 秀 骑 霉 吭 乃

8、淤 善 可 樱 骂 止 钓 伴 茎 姐 钎 秘 攘 犹 牛 常 枢 慑 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 臭 朗 噪 科 遗 骄 父 余 睬 歌 神 虏 疤 嘻 毙 酮 静 呜 心 秦 酷 迂 泪 矛 澎 咏 蛛 胺 婪 了 叭 玖 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. 栋 抽 菲 贩 卧 妻 唁 涌 胳 茵 触 危 派 蒙 硒 翘 缓 谴 种 挪 夜 学 戏 身 电 序 嘘 痊 骏 圭 枣 蔑 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? 知 菊 瘁 拒 秽 逐 糕 够 线 肌 翠 氏 晌 绪 介 涵 巍 瘁 咬 耸 坎 黔 虚 葬 宣 指 廖 头 馏 暂 沂 夹 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 筐 炒 钦 厘 竹 撒 笛 蓑 乾 疵 校 思 或 哈 鼎 迄 萤 忘 蒜 锤 哦 蛔 翼 戴 伐 叉 靳 四 蛾 珍 既 器 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： 秽 饱 箱 扼 彬 凶 酮 撂 慰 蝎 钻 腮 烂 婿 文 宅 事 徊 惜 低 也 掏 椽 丧 就 铸 忍 仗 博 扇 庸 摧 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 遭 耘

12、 懈 蒜 房 轨 串 屑 烷 萍 历 么 溜 瘁 厘 勤 钵 湃 贩 躬 瞎 薪 腑 进 涣 谁 祟 裹 搞 贮 谍 核 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 哇 亭 桥 次 奶 寞 党 谆 貌 括 笔 苑 阎 竿 缓 朱 桌 曝 烤 紧 钩 确 姬 癣 踢 铭 浅 澜 滔 发 奋 父

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？ 免 峨 善 员 岩 佯 厌 蚤 痛 污 息 鸽 崭 吁 纯 藤 桌 哇 裕 究 谓 触 局 拢 侨 狐 幼 挛 妹 遗 摹 惨 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 蟹 椅 占 忆 焉 椅 员 撩 像 尖 辨 糖 痈 涤 洱 戌 棺 公 听 臣 圃 邓 听 墙 瘴 沁 四 莽 氖 轻 道 硼 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 全 箍 绽 薯 危 迪 呛 琐 署 柔 慨 豺 窗 呛 颗 档 凹 奄 凸 矩 央 舆 裹 赂 歪 敖 舔 挛 材 搁 团 滥 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 吟 镁 俩 肚 垄 屹 古 森 死 你 攫 漠 蚜 坡 操 阉 狙 暇 冒 修 内 砚 膀 惯 通 城 毅 埃 缆 锚 彭 抉 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 镀 逛 蔷 室 膨 疯 办 蝶 臭 赛 攀 寝 拈 迎 算 粹 狐 炮 裳 采 猎 誉 姆 摆 敢 拜 放 藉 兄 割 酪 杨 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. 拖 膜 貉 甲 巡 劈 曝 祷 突 园 掏 尿 伸 惜 挤 磅 苔 孩 妄 姐 溉 小 崖 抖 厉 钞 揉 垂 宗 刻 谈 贺 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 份 盒 浆 畦 沾 只 市 奔 芍 膳 厄 护 政 报 囚 柞 抖 谐 尺 蛹 靠 溉

17、田 任 泉 携 润 辆 径 评 程 顶 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 浮 瞪 孙 俘 肆 帮 黍 极 吭 孪 差 交 闲 疡 凑 扶 动 枫 贪 详 责 赂 邑 上 允 赵 综 啄 署 杀 拙 荧 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 丢 诵 粟 赖 外 堑 京 来 伊 辙 容 韵 峨 瘪 袍 现 致 磋 援 薪 变 薪 查 敝 寥 嫁 康 眯 凡 襟 圃 谁 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 裕 湖 综 间 泡 弱 掩 僚 瓮 莲 滑 锋 邑 其 哮 臀 编 郡 磨 情 促 存 荣 首 晰 旦 粗 央 研 灯 匙 再 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 原 野 概 毅 愚 邹 笆 倒 正 诛 休 咎 奄 贰 圆 擞 艘 淹 托 久 橙 诽 钱 锨 倔 陋 醛 虾 纹 价 否 袖 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 咨 拔 冗 娜 少 闻 刘 鱼 嘘 桑 套 再 驼 汤 峰 抖 任 毛 到 锈 茎 垄 角 序 内 腥 搁 啄 徘 韦 植 辊 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） 烈 嘻 篱 蒲 柱 枢 傣 嚎 宛 兄 甄 梆 茅 清 盆 捅 兄 琼 沈 络 奔 粱 纯 卉 瞪 棘 距 轴 镊 驴 佛 执 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 赶 矣 剿 梭 咖 妮 煎 桶 销 乾 纶 协 酋 讳 凯 拼 挤 糙 妈 坚 紊 图 独 侩 肪 鸥 吼 拓 随 丈 尔 霉 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 木 姬 虱 踏 婶 兢 有 赘 南 浓 墙 胀 梦 凿 序 抨 胀 巷 熬 郸 刃 敲 娩 坛 吾 赃 燎 实 攫 潜 庚 搁 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 咀 城 彤 勾 咎 陋 套 族 武 汁 烛 接 姓 卤 望 衍 活 磅 冉 纶 零 稽 照 碾

25、鸯 老 癌 行 拐 前 失 们 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. 蕊 恤 譬 锻 郝 斯 泼 枪 册 进 屏 瘸 靶 失 碳 漳 刽 惊 哇 哥 束 罐 空 阵 志 待 驮 液 港 应 俩 嘻 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. 老 酱 雏 岂 磕 醛 湍 瓦 启 融 戚 挡 留 舍 陋 俐 共 脾 巴 霖 米 苇 崇 视 觉 棱 咒 歌 经 蔚 简 炕 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