电功与电热 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptxVIP

第三节

电功与电热

努力！

让我们

一起

学习目标

1、物理观念：掌握电功与电功率的概念，了解电热、热功率，能解释有关纯电阻电路和非纯电阻电路的问题。

2、科学思维：理解焦耳定律并会用Q＝I2Rt计算电热，能够对纯电阻电路和非纯电阻电路进行电功与电热的计算，提高解题能力。

3、科学探究：能从能量守恒的角度探究电路中的能量转化关系，学会与他人交流合作，提高实验探究能力。

现代生活随处可见用电设备和用电器，例如电灯、电视机、电热水壶、电动汽车等。你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？

电流通过电水壶

电能→内能

电能转化为其它形式的能

电流通过电动机

电能→机械能

电流通过蓄电池

电能→化学能

电流做功

电场力做功：W=qU=IUt

一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，则在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量：q=It

（3）单位：焦(J)、千瓦时(kW·h)

1kW·h＝3.6×106J

1、电功

W=UIt

（2）公式：

（1）定义：电场力(或电流)所做的功。

一、电功和电功率

②从能的角度看，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。

①从力的角度看，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做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。

（4）对电功的理解

某同学发现家里的电炖锅上有两个档位，分别是快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？

区别：电流做功的快慢不同。

电功率不同

额定功率

和实际功率

定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。

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。

单位：瓦(W)、千瓦(kW)。

1kW＝103W

2、电功率

公式：

例1、(多选)有一内阻为4.4Ω的直流电动机和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电源两端，灯泡正常发光，则()

A．直流电动机消耗的电功率为120W

B．直流电动机的发热功率为60W

C．直流电动机消耗的电功率为60W

D．电路消耗的总功率为120W

CD

(2)公式：Q=I2Rt

电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R、通电时间t的乘积。

1．焦耳定律

二、焦耳定律

焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。

(2)公式：P=I2R

电能内能

Q

W

=

指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!

1、纯电阻电路：只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件；

IUt

I2Rt

两种电路

电能内能和其它形式的能

W

W其+Q

IUt

I2Rt

说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！

＞

指转化为内能的那部分电能!

非纯电阻电路：含有电动机、电解槽、电源等其他能量转换装置的电路，非纯电阻电路把电能转化为内能和其它形式的能。

纯电阻电路：

非纯电阻电路：

电功=电热:

W=

电功：W=IUt

电热：Q=I2Rt

电功率：P=IU

热功率：P热=I2R

总结

电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能。欧姆定律不适用于电动机的电路计算。

1．输入功率：电动机的总功率；P总＝UI

2．输出功率：电动机做有用功的功率；

3．热功率：电动机线圈上有电阻r，电流通过线圈时要发热；

P热=I2r

4．功率关系：P总＝P出＋P热

5．电动机的效率：

电动机的相关计算：

例2、一个电动机，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。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少?

【解析】由焦耳定律可知，电动机发热的功率为：

P=I2R=52×0.4W=10W

电动机消耗的电功率为：P电=UI=220×5W=1100W

根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为：

P机=P电-P热=1100W-10W=1090W

这台电动机发热的功率为10W，对外做功的功率为1090W。

三、身边的电热

电流的热效应在生产生活中应用非常广泛，例如，电熨斗、电暖器、电水壶等，都利用了电流的热效应。

电流的热效应也有不利的一面，例如，插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，就会产生大电阻，容易发热，甚至迸出火花；在制造家用电器时，都要考虑设备的散热问题。

当堂检测

1.一个定值电阻R，当其两端的电压为U时，它在t时间内产生的热量为Q；当其两端的电压为2U时，它在2t时