焦耳定律(精品)

null2.5 焦耳定律2.5 焦耳定律null回忆： 在静电学中，电场力做功的特点是什么？达式？一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功回忆： 在静电学中，电场力做功的特点是什么？表达式？（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功——WAB = qUABnullW=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106Jnull一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J功能关系：表达式： W=UIt电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能null一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J表达式： W=UIt物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说“消耗了多少电能”思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件， 电功与这些元件的种类有关吗？结论：电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U， 通过的电流I和通电时间t有关，与元件的种类无关。 适用于 一切电路做功null一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J表达式： W=UIt物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说“消耗了多少电能” 适用于 一切电路做功2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率P＝W/t＝UI单位：瓦（W） 千瓦kW表达式： 适用于 一切电路的电功率物理意义：反映了电流做功的快慢！null 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实际功率才等于额定功率．几种常见家用电器的额定功率 ３．额定功率和实际功率探讨几个用电器的能量转化情况探讨几个用电器的能量转化情况a、电流流过电炉 b、电流流过电解槽 c、电流流过电风扇 →电能转化为热能。 →电能转化为化学能和热能 →电能转化为机械能和热能 二、电热和热功率电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（ ） 二、电热和热功率1.电热:电流通过导体产生的热量 2.热功率:单位时间内电流通过导体产生的热量 表达式：P热=I2R如：白炽灯的功率越大则越亮白炽灯、电炉等null电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）在非纯电阻电路中，（如电动机）电能大部分转化为机械能， 但不可避免的一小部分转化为热能。结论：W>QU>IR（欧姆定姆不适用）应该是W=E机+Qnull1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等电能全部转化为热能,电功等于电热2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能电功大于电热例1：例题1：　　对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） nullI额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 例2：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 2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω解：1.由P=UI知，电炉正常工作时： =48.4Ωnull例3、把标有“220V100W”的灯泡接到220V的电 路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多 大？若接到110V的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）解：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100Ω=484Ω （1）灯泡接220V时，通过灯丝的电流 I=U/R=220/484A=0.45A 实际功率P=UI=220×220/484W=100W （2）灯泡接110V时，通过灯丝的电流 I/=U//R=110/484A=0.23A 实际功率P/=U/I/=110×110/484W=25W null　　例4．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（ ） 　A．P 　 B．U2/r 　 　C．P2r/U2 D．P-P2r/U2 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） null5. 一台电动机，线圈电阻为0.5Ω,接在12V的电源上,电流为2A。 求：这台电动机5min内消耗多少电能？线圈产生的热量是多少？有多少电能转化为机械能？解：W=UIt=12V×2A ×300S=7200J Q=I2Rt=(2A)2 ×0.5Ω × 300S=600J W机= W －Q= 7200J－ 600J=6600Jnull例6、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。这台电动机每分钟所做的机械功有多少?解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律: P电＝P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 ＝I2R 消耗的电功率为: P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: W＝P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104Jnull例题7、一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。 （1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 效率为多少？ （2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的功率为多少？null课堂练习8：图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UInull课堂练习9：一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 （ ） A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J：BDnull课堂练习10：为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应该采用的是（ ） A.使电流减半 B.电压减半 C.使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。null例11、一台电动机线圈的电阻r=1欧，与一阻值R=10欧的电阻串联 ，当所加电压u=150V时 电动机正常工作，电压表示数为100V，求电动机消耗的电功率和输出的机械功率 例12、一台电风扇电动机内阻是20欧。接上220V电压后正常运转消耗的电功率是66W，求 1.电动机转化为机械能和内能的功率各是多少？电动机效率是多少？ 2.接上电源 扇叶被卡住不能转动 ，这时候通过电动机电流为多大？电动机消耗的电功率和热功率又是多大？