焦耳定律.ppt

恒定电流,物 理 选修 3-1,焦 耳 定 律,一、电功和电功率,1. 电功：即电流做功，其实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功.符号：W,电功是电能转化为其他形式能的量度.电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。,W=qU,q=It,W=IUt,q,W=UIt,单位：焦耳(J) 千瓦时(kW·h),电功：,1kW·h3.6×106J,这是计算电功普遍适用的公式.,2.电功率(P)：单位时间内电流做的功.,单位：瓦（W） 千瓦（kW）,这是计算电功率普遍适用的公式.,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,电能转化为内能。,电能转化为化学能和内能,电能转化为机械能和内能,1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比,这是计算电热普遍适用的公式。,实验定律,二、焦耳定律,热功率： 单位时间内的发热量,这是计算热功率普遍适用的公式。,电功与电热有何区别和联系？,U,I,W =I2Rt+E其它,a) E其他=0,W=IUt,Q = I2Rt,U=IR,即纯电阻电路中,b) E其他0,W=UIt,Q = I2Rt,UIR,即非纯电阻电路中,说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,W=Q+E其他,纯电阻电路： 只含有电阻的电路,如电炉、白炽灯、电烙铁、电熨斗、电饭锅等.,非纯电阻电路： 电路中含有电动机、电解槽等,纯电阻电路:,Q I2Rt,W IUt,=,I=U/R,非纯电阻电路:,W,E其它,Q,IUt,I2Rt,IU/R,说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！,某段电路在某段时间内消耗的全部电能!,转化为内能的那部分电能!,说明：转子被卡住的电动机也是纯电阻器件,满足欧姆定律。,U=IR,说明：电动机正常工作时，是非纯电阻器件,不满足欧姆定律。,UIR,3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；即P=UI 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即,（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,例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）,CD,例题：一台电动机，线圈电阻是0.5 ，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是4A.这台电动机每分钟所做的机械功有多少?,思考：转子被卡住时机械功和电热？,注意：U=220V,IR=2V,例题：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（ ） AP BU2/r C D,C,例题：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0.5A； 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电阻. （2）电动机正常工作时的输出功率. （3）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？,