2.5焦耳定律(第1课时)

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课件7:2.5焦耳定律

课件7:2.5焦耳定律
小明家的窗式空调已用了多年,耗电功率已不再是说明书上 的数值了,他想测出这台空调的耗电功率。于是他将家中的 其他用电器全部关闭,单独打开空调,观察他家的电度表在 2min内转了200转,且电度表中标有3000r/kW·h的字母,你能 帮他测出他家空调的功率吗?
解析:表盘上的字样说明表盘转动 3000 转时,电路消耗 1 度电(1kW·h),即在 2min=120s 内,电路消耗3200000kW·h=115 kW·h 的电能,所以 P=Wt =115×3.6×106×1210W=2000W,即空 调的耗电功率为 2000W。
答案:2000W
点评:要善于将所学的物理知识应用到日常生活实际,学
以致用。
易错点:将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆导致错误
案例:电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电 阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工 作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间 t,电流通过R做功为W1,产生的热量为Q1,电流通过电动机 做功为W2,产生的热量为Q2,则有( )
正确答案:A
课堂小结
重点难点 一、串、并联电路中电功率的分析与计算 1.串联电路
各部分电路电流I相同,根据P=I2R, 各电阻上的电功率与电阻成正比 功率关系总功率P=UI= U1+U2+…+Un I =P1+P2+…+Pn
2.并联电路
各支路电压相同,根据P=UR2,各支路 功率关系电阻上的电功率与电阻成反比
总功率P总=UI=U I1+I2+…+In =P1+P2+…+Pn
4.物理意义 反映电能转化为其他形式能的多少。
5.对电功的理解 ①从力的角度,电流做功的实质是___电__场__力___对电荷做功。 ②从能的角度,电流做功是__电__能___转化为其他形式能的过程, 电功的大小量度着电能的转化,它标志着电能转化为其他形 式的能。

2.5 焦耳定律

2.5  焦耳定律

几种常见家用电器的额定功率
用电路
额定电压 (V)
29吋 彩电
220
电熨 斗
220
电冰 箱
220
微波炉
台灯
220
220
额定功率 (W)
120~ 150
300~ 800
100~ 150
800~ 1200
40~ 60
实际功率与额定功率的关系
U实 U 额 U实 U 额 U实 U 额
P实 P额 P实 P额 P实 P额
旋转开关在不同温度档时的连接情况.求电熨斗处于
“高温档”时,工作1分钟所产生的热量。
答案:5.28×104J
例2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示。重
物的质量m=50kg,电源电压U=110V,不计内阻及各
处的摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提 升重物时,电路中的电流强度I=5A,由此可知电动机 线圈的电阻 R= 4Ω 。

t
4. 纯电阻电路和非纯电阻电路 (1)纯电阻电路 A、遵循欧姆定律 B、电流通过电路时,电流做的功全部转化 为电热,电功率和热功率相等。 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. R 2 U t 2 W qU Q UIt I Rt R
方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温,掷到B
点时为低温(电源电压不变),且在相同时间内,高温时产
生的热量是低温时产生的热量的2倍,试在方框内画出它
的电路图。
例6、额定电压都是110V,额定功率A为100W、B为 40W的电灯两盏,若接在电压是220V的电路上,使两盏 电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的是下图中 的哪一个?

人教版高中物理选修31:第二章 2.5焦耳定律 课件

人教版高中物理选修31:第二章 2.5焦耳定律 课件

1、电流通过导体时,导体要发热,在此过程中产生的 热量如何计算?电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么?怎样表示?
内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为:Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.
◆由部分电路欧姆定律可知: Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功?
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流?电流强度是
多少? 存在,电流强度为:I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么?
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.

1.电功:在一段电路中电场力所做的功,也就是通常 所说的电流所做的功,简称为电功.
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水,需时间t秒钟,若将此电炉丝均匀的拉长, 使半径减小为原来的一半,而后再剪掉长为L的一段, 再将余下的电炉丝接到同样的电路中,仍用 它烧沸一 壶同样的水,则需时间 12t 秒.
解析:由电阻定律可知,此电阻丝阻值变为原来的12 倍,在电压不变的情况下,功率变为原来的1/12,烧 沸同一壶水,需要电功相同,则时间变为原来的12倍, 故,答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
(1)纯电阻电路——只含有纯电阻的电路,如电炉、 白炽灯等,像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中,电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。

2.5 焦耳定律(1)

2.5 焦耳定律(1)

遵循欧姆定律I =U/R
不服从欧姆定律,由UIt=I 2Rt +W,知U>IR 或I<
U R
-21-
电流做功全部转化为内能: 电流做功转化为内能和其他
W=Q=UIt=I2Rt=
能量转
化形式
U2t R
形式的能量:电功W=UIt;
电热Q=I2Rt.W=Q+W其他
元件举 电阻、电炉丝、白炽灯 例 电动机、电解槽
-14-
想想他们有什么共同点?
-15-
-16-
实验1:研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻 越大,这个电阻产生的热量越多。
-17-
实验2:研究电热与电流关系
R=5Ω R=5Ω I1 R=5Ω I = 2I1
I A
在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过 一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越 多。
P额=UI=2×0.8 W=1.6 W
(2)电动机发热功率
P热=I2R=(0.8)2×1 W=0.64 W
(3)根据能的转化与守恒,电动机的最大输出功率
P出=P额-P热=0.96 W.
答案:(1)1.6 W (2)0.64 W (3)0.96 W
-26-
小结:
1.电功 2.焦耳热
3.电功率 4.热功率
答案:A
-13-
【自主学习】 阅读教材,完成下面问题。
导体的内能 1.电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为________.
2.电热Q=____________ ,热功率P=________. I 2Rt I 2R
3.若电路中有电动机或电解槽,电能除转化为内能外,还

课件2:2.5焦耳定律

课件2:2.5焦耳定律
第2章 恒定电流 第5节 焦耳定律
学习目标
明目标 知重点
1.知道并理解电功、电功率的概念,并能利用公式进行有关
计算.[重点]
2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联பைடு நூலகம்.[重点]
3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.[重点、
难点]
新知提炼 一、电功和电功率 1.电功 (1)定义:电流在一段电路中所做的功等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)公式:W=IUt. (3)国际单位:焦,符号为 J. (4)意义:电流做功的过程是电__能__转化为其他形式的能的过程, 电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.即电 功是_电__能_转化为其他形式的能的量度.
[思路点拨]
哪些电路能使A、 B灯正常发光

哪个电路变阻器 消耗能量少

哪个电路消 耗能量最少
[解析] 由 P=UR2和已知条件可知,RA<RB.对于 A 电路,由于 RA<RB,所以 UB>110 V,B 灯被烧毁,两灯不能正常发光.对 于 B 电路,由于 RA<RB,A 灯又并联变阻器,并联电阻更小 于 RB,所以 UB>U 并,B 灯烧毁.对于 C 电路,由于 B 灯与 变阻器的并联电阻可能等于 RA,所以可能 UA=UB=110 V, 两灯可以正常发光.对于 D 电路,若变阻器的有效电阻等于 A、B 并联电阻,则 UA=UB=110 V,两灯可以正常发光.比 较 C、D 两个电路,由于 C 电路中变阻器功率为(IA-IB)×110 V,而 D 电路中变阻器功率为(IA+IB)×110 V,所以 C 电路消 耗的电功率最小.
探究2、非纯电阻电路的分析和计算

2.5焦耳定律 (1)

2.5焦耳定律 (1)
第二章
第五节
恒定电流
焦耳定律
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静电力做功
静电力对电荷做功,电荷的电势能减 少,电势能转化为其他形式的能
q=It W=UIt W=qU
一、电功和电功率
W=UIt
单位:焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
这是计算电功普遍适用的公式
R 在非纯电阻电路中,电路消耗的电能 W UIt t I Rt Q
W=UIt
一部分转化为其他形式的能
(例如电流通过电动机,电能转化为 机械能) 另一部分不可避免地转化为电热
Q=I2Rt
(电枢的电阻生热)
W=UIt不再等于Q=I2Rt, 应该是W=W其它+I2Rt 且U>IR。
1.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
家庭电路中使用功率过大
(电能转化为内能的部分)
三、热功和热功率
1.电热:电流通过导体产生的热量 (电能转化为内能的部分) 2 Q=I Rt 2.热功率:单位时间内的发热量通 常称为热功率
2 P=Q/t=I R
电功是否等于电热?
在纯电阻电路中(电路中只有电阻元件)
电能全部转化为热能,电功等于 2 电热 即 U 2
电能全部转化为热能,电功等于 电热 2 U 2 W UIt t I Rt Q R
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
电能一部分转化为热能,一部分转 化为其它能
W Q W其它

最新2019-第1课时 焦耳定律 上课课件-PPT课件

最新2019-第1课时 焦耳定律 上课课件-PPT课件

Q = I2Rt
Q=W
W=UIt U=IR
Q=I2Rt
单位
焦耳(J)
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算,对只存在电流热 效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
知识拓展:两类用电器
(1)纯电阻用电器:电流通过导体时将电能全 部转化为热能的用电器,如电饭煲、电炉等单纯用 来加热的用电器.
1.当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而 没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即
Q = W = UIt = I2Rt 如:电暖器,电饭锅,电炉子等。
2.当电扇工作时,消耗的电能主 要转化为电机的机械能:
电能
内能+机械能
W ≥ Q热
【例1】冬天,王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高 温挡和低温挡,于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和 图乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻)。
1.从课后习题中选取; 2.完成练习册本课时的习题。
1.这是一节实验应用课,其中的理论需要实验验证,得出的理论又要 在生活中加以印证,所以该课的内容多,需要教师及时转换的角色也多.
P

U(2出你认为其中较好的电路,并说明理由.
较好的电路是乙,因为在甲电路中,R1置于电热毯外部, 低温挡时R1要发热,浪费电能.
想想议议
额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常 工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电 阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这 是怎么回事?
解:消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
线圈中产生的热量为:Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60S=120J 得到的机械能为:W机=W总-Q=26400J-120J=25200J

高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31

高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
算公式及相关单位。
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页,共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联

3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区

思 维 导 图
第二页,共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页,共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
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科学是如此迷人
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
2、非纯电阻电路:以转化成其他形式能为目的,要尽量
避免发热(电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯)
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。
W=UIt
①电功大于电热: W>Q ②欧姆定姆不适用: U>IR ③重要关系:W=W其他+Q P电=P其他+P热
电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电解槽
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第二章
恒定电流
四、串、并联电路中的功率关系
连接方式 电路图 主要关系式 电功率与电阻 的比例关系 串联 并联
I1=I2
根据P=I2R得, P1∶P2=R1∶R2
U1=U2
根据 得, P1∶P2=R2∶R1
U2 P R
总功率与用电器 无论用电器是串联还是并联,总功率均为 P=P1+P2+P3+„„ 消耗功率关系
3、公式:
4、单位: 瓦(W)
适用于 一切电路的电功率
千瓦kW
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第二章
恒定电流
二、电热和热功率
1、电热: 电流通过导体产生的热量 2、焦耳定律:
3、热功率: 单位时间内电流通过导体产生的热量
公式:
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高中物理选修3率
P UI
电热
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第二章
恒定电流
课堂练习2: 为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半, 应该采用的措施是( D ) 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。
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第二章
恒定电流
谢谢大家
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第二章
恒定电流
2.5焦耳定律
苍山四中高二物理组
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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
Rx
一、滑动变阻器的接法
Rx
P
P A R A R B E B s
E
s
限流式 二、电流表的接法
V A R A
电动机、电解槽
分压式
V
R
外接法
科学是如此迷人
内接法
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
• 为什么电视机、电扇通电时间长了会发热?
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第二章
恒定电流
一、电功与电功率
1. 电流做功的实质: 导体中的恒定电场对自由电荷 的电场力做功 2、物理意义: 反映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” a、电炉: 电能→热能 电能→化学能和热能 b、电解槽: c、电风扇: 电能→机械能和热能
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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
纯电阻电路
元件特点
以发热为目的的电路
非纯电阻电路
以转化成其他形式能为目的, 要尽量避免发热电路

是否遵循 欧姆定律
能量 转化 形式 元件举例

U IR
U IR
电能完全转化成内 电能转化成内能和 其他形式的能量 能 W Q W Q W其他 2 U 2 UIt I Rt t 2 UIt I Rt W其他 R
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第二章
恒定电流
W=qU
q=It
W=UIt
3、公式: W=UIt
适用于 一切电路做功
4、单位: 焦耳(J)
千瓦时(kWh)
1kWh=3.6×106J
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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
一、电功与电功率
1、定义: 单位时间内电流所做的功叫电功率 2、物理意义: 反映电流做功快慢的物理量
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高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
例题: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?
科学是如此迷人
高中物理选修3—1
2
热功率
公式
W UIt
Q I Rt P I 2 R
物理 电流做 电流做 意义 功多少 功快慢
W P t
科学是如此迷人
产热 多少
产热 快慢
高中物理选修3—1
第二章
恒定电流
三、纯电阻电路和非纯电阻电路
1、纯电阻电路:以发热为目的
(白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅)
W=UIt
①电功等于电热:W=Q ②欧姆定姆适用: U=IR
第二章
恒定电流
课堂练习1: 有一未知电路,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( C ) A 、I 2R B、U2/R C、UI D、I2R+UI
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
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