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1、焦耳定律,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、电流流过电动机,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,提问:在静电学中,我们怎样计 算电场力做功?,定义途径;利用电势差求电功WAB=qUAB,从能量转化的角度总结电路的某些规律,电流做的功为推导:W=qU=UIt,思考问题:以上的推导和结论与电路的性质(如:前面a、b、c三种电路)有没有关系?,结论:没有关系!,电流做功的实质:电场力推动电荷做功 电能转化为其它形式的能。,在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kWh).,1kWh3.6106J,电流在一段电路上所做的功等
2、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,2,电功率:单位时间内电流所做的功,()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,()电功率表示电流做功的快慢,()单位:在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW),1kW103W106mW=10-3MW,为了使用电器安全正常地工作,制造商对用电器的电功率和工作电压都有规定的数值,并且标明在用电器上,叫做用电器的额定电压和额定功率。,R自a向b移?,实际功率,二、热功和热功率,1电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能;电热
3、器把电能转化为热能,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;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,把定向移动的功能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能,2焦耳定律: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 和通电时间 t 三者的乘积,焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路,热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积,常,非纯电阻电路和纯电阻电路?,电能全部转化为内能如白炽电灯、电炉、电热毯等,只有部分电能转化为内能。电路中含用电动机、电解槽等。,纯电
4、阻电路:只含有电阻的电路、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,非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路,纯电阻电路:,电能 内能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,M,非纯电阻电路:,电能 内能+其它形式的能,W,W-Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,说明:欧姆定律不适用于非纯电阻电路!,指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!,指转化为内能的那部分电能!,纯电阻电路:,非纯电阻电路:,电能 内能,电能 内能+其它形式的能,QI2Rt,WUIt,=,I=U/R,电功=电热,:W=Q,=UIt,=I2Rt,=U2t/R,电功
5、率=热功率:P=P热=UI=I2R=U2/R,M,W,W-Q,Q,UIt,I2Rt,IU/R,电功:W=UIt,电热:Q=I2Rt,电功率:P=UI,热功率:P热=I2R,例2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 CP2r/U2 DP-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,例 一台电风扇,内阻为20,接上220V电压后,消耗的功率是66W。求:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。(2)电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功率.(3)如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率。,小结:焦耳定律 QI2Rt,电功和电热:1)纯电阻电路中(电路中只含有电阻)WUItI2RtQ P电UI P热QtI2R2)非纯电阻电路中:WUIt 大于I2RtQ;P电UI 大于P热QtI2R P电P热P其它,课堂练习:P55-3.作业本:P55-2.4,