焦耳定律课件.pptxVIP

2.5 焦耳定律 新课导入思考：以下电器在工作时，是将什么能转化为什么能？电炉电动机蓄电池充电电能转化为热能电能转化为机械能电能转化为化学能功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 UI+-E思考2：这相当在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？q=It思考1：在时间t通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少？ W=qU=UIt思考3：该公式用语言如何表述？想一想思考：如何计算电流做的功呢？ （1）定义：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积。(在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功。)（3）国际制单位：焦耳，简称焦，符号是 J。常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号是 kW·h。1 kW·h = 1000 W×3600 s = 3.6×106 J （2）定义式：W＝UIt1电功（W）适用于任何电路适用于纯电阻电路W变形式： 2电功率（P）（2）意义：电功率表示电流做功的快慢。（3）单位：在国际单位制中是瓦（W） 常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。（一段电路上的电功率P 等于这段电路两端的电压U 和电路中电流 I 的乘积）1 kW＝103 W＝106 mW = 10─3 MW适用于任何电路适用于纯电阻电路P变形式： （4）用电器的额定功率和实际功率①额定功率：用电器长期正常工作时的____________，也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率。（用电器铭牌上所标称的功率是额定功率）②实际功率：用电器____________时消耗的电功率。为了保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率。最大功率 实际工作 电流（静电力）做功时，消耗的是电能。但电能转化为那种形式的能呢？电能转化为热能。 电能转化为机械能和热能 为什么有些用电器通电后会发热呢？ 在金属导体中，在电场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，将电能完全转化为内能。电烙铁电熨斗 取暖器通电后，取暖器丝热得发红，而与取暖器丝相连的导线却不怎么热，为什么？因为，取暖器丝，电阻非常大。电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？ 理论探究：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。 设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。据欧姆定律加在电阻元件两端的电压为：U=IR在时间t内电场力对电阻元件所做的功为：W=IUt=I2Rt由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q所以产生的热量为：Q=I2Rt 　　焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。焦 耳 这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律。（1）内容：电流通过导体时产生的热量 Q（电热） 等于电流 I 的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积，即：3焦耳定律适用于任何电路★电流热效应的实质：电能通过电流做功转化为内能（热能）。变形式：Q适用于纯电阻电路★电流热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 （2）热功率P热 ：一段电路因发热而消耗的功率称为热功率。变形式：P=UI适用于任何电路适用于纯电阻电路 一、电功率与热功率 1. 区别　 电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积。　 热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率。决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。2. 联系　 对纯电阻电路，电功率等于热功率。　 对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。 “负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓。通常说“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是用电器的“电阻”大。在一般情况下，“负载”大的用电器电阻反而小。 如“220 V　60 W”与“220 V　100 W”的两个灯泡，后者功率较大，电阻却较小。二、“负荷”与“电阻”的区别 家庭电路中同时使用功率过大的用电器可能引起火灾 思考辨析 × √ × √ × (1)纯电阻电路：电流