安徽省马鞍山市第二十中学人教版高中物理选修3-1课件：2.5 焦耳定律(共17张PPT).pptx

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1、2.5 焦耳定律功功电流做功电流做功:电场力做功电场力做功功是能量转化的量度功是能量转化的量度实质：电能转化为其他形式能实质：电能转化为其他形式能力乘以力的方向上的位移力乘以力的方向上的位移电功电功W：1.定义定义电场力做功：电场力做功：W=qU 一、电功一、电功一段电路两端的电压为一段电路两端的电压为U,通过的电流为通过的电流为I,则在时间则在时间t内通过这段电路任一横截内通过这段电路任一横截面面的电的电荷量荷量：q=I tW=IUt2、公式、公式:3、单位单位：焦焦(J)千瓦时千瓦时(kWh).适用条件：适用条件：I I、U U不随时间变化不随时间变化恒定电流恒定电流1、定义：单位时间内电

2、流所做的功、定义：单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢表示电流做功的快慢3、单位：瓦单位：瓦(W)千瓦千瓦(kW)1kW103W二、电功率二、电功率P=W/t=IU2、公式、公式:电功率普适公式电功率普适公式电流电流通过导体通过导体产生热量产生热量 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；势能转化为电荷的动能；在金属导体中在金属导体中，在电场，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰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，使离子热运动撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将加剧

3、，将电能转化电能转化为内能为内能三、电热三、电热1、定义、定义:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量.电功和功和电热是相同的概念是相同的概念吗？电功和功和电热的数的数值总是相等是相等吗？电能能 内能内能+机械能机械能电能能 内能内能电功功 =电热电功功 电热电热：电热：电流电流通过导体产生的通过导体产生的热量热量电流做功电流做功：电能转化为其他形式的能量电能转化为其他形式的能量纯电阻阻电路路非非纯电阻阻电路路猜测猜测电流通过电热器产生的热量与许多因素电流通过电热器产生的热量与许多因素有关有关电阻电阻R、电流电流I、通电时间通电时间t实验方法实验方法 控制变量法控制变量法可以控制其他变量

4、不变，先可以控制其他变量不变，先研究导体发出研究导体发出热量热量Q与与电阻电阻R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电流电流I的关系，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t的关系的关系。探究电流探究电流通过导体产生通过导体产生的热量跟哪些因素有关的热量跟哪些因素有关 英国物理学家焦耳用近四十年的时间探英国物理学家焦耳用近四十年的时间探索索“功和热量之间关系功和热量之间关系”，他，他为推动人类为推动人类社会的进步，为科学而贡献几乎毕生的社会的进步，为科学而贡献几乎毕生的精精力。力。为了纪念这位伟大的科学家，物理上为了纪念这位伟大的科学家，物理上用用“焦耳焦耳”做功和能做功和能的单位。的单

5、位。焦耳定律焦耳定律电热公式电热公式：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。1、定义、定义:单位时间内的发热单位时间内的发热量量.热热功率功率P=Q/t=I2R2、公式、公式:3、单位：单位：瓦瓦(W)千瓦千瓦(kW)Q=I2R t理论推导理论推导推导推导：纯电阻电路：纯电阻电路 电能电能全全部部转化为转化为内能内能：欧姆定律：欧姆定律：U=IRQ=I2 R tQ=W=IUt若电能若电能全部全部转化为内能转化为内能纯电阻电路纯电阻电路需满足需满足欧姆定律欧姆定律电功功 =电

6、热1.电功电功:IUtW=2.电功率电功率:IUtWP=3.电电热热（焦耳定律焦耳定律）:Q=I2Rt 4.热功率热功率:RItQP2=纯电阻阻电路路非非纯电阻阻电路路I=U/RI U/RRM对纯电阻电路对纯电阻电路:电能电能 内能内能 电功电功=电热电热电功率电功率=热功率热功率对非纯电阻电路对非纯电阻电路:电能电能 内能内能+其他能其他能 电功电功电热电热电功率电功率热功率热功率只含有只含有电热元件电热元件的电路的电路含含电动机电动机、电解槽电解槽等的电路等的电路普适普适输入功率输入功率:电动机的总功率电动机的总功率。输出功率输出功率:电动机有用功电动机有用功的功率的功率，即机械功率，即机

7、械功率热功率：热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热要发热，热功率功率P热热=I2r当电动机正常工作时（即转动时），电动机既输出机当电动机正常工作时（即转动时），电动机既输出机械能，也产生热能。当电动机被械能，也产生热能。当电动机被卡住不转动卡住不转动时，就没时，就没有机械能的输出，此时电动机仅相当于一个电阻有机械能的输出，此时电动机仅相当于一个电阻r。P总总=UI效率：效率：=P出出/P总总电动机电动机P总总=P出出+P热热MUIr例例1.一个直流电动机所加电压为一个直流电动机所加电压为U，电流为，电流为I，线，线圈内阻为圈内阻为R，当它工作时

8、，下列说法中，当它工作时，下列说法中错误错误的是的是()A电动机的输入功率为电动机的输入功率为IUB电动机的发热功率为电动机的发热功率为I2RC电动机的输出功率为电动机的输出功率为IUI2RD电动机的功率可写为电动机的功率可写为IUI2R例例2.如如图所示，有一提升重物用图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻的直流电动机，内阻RM0.6，R10，U160 V，电压表的，电压表的读数为读数为110 V则则：(1)通过电动机的电流是多少？通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作电动机工作1 h所产生的热量是所产生的热量是多少多少？(4)电动机的输出功率是多少？电动机的输出功率是多少？(5)若电动机被卡住不转，则发热若电动机被卡住不转，则发热功率又是多少？功率又是多少？电路中含有电动机，欧姆定律不成立可先计算电阻R的电流，即可得电动机的电流电动机的输入功率可用电动机的输入电压和输入电流计算焦耳定律对于电动机同样适用小结与反思：小结与反思：电功电功 电功率电功率 热功率热功率 焦耳热焦耳热 纯电阻电路与非纯电阻电路的区别纯电阻电路与非纯电阻电路的区别欧姆定律的适用条件欧姆定律的适用条件 祝同学们学习愉快！祝同学们学习愉快！再见！再见！