高中物理焦耳定律 电路中的能量转化优秀课件

问题探究2 纯电阻与非纯电阻电路
电流通过以下用电器时能量的转化情况
→电能转化为 热能 纯
电
电炉
阻
→电能转化为 热能
电热毯
→电能转化为 热能和光能
非
纯
电
阻
→电能转化为 热能和 机械能
纯电阻用电器: 〔电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等〕
非纯电阻用电器: 〔电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等〕
定义式
练习22. (非纯电阻电路)如图所示，直流电动机
线圈的电阻为 R，电源内阻为 r.当该电
动机正常工作时，路端电压为 U，通过
电动机的电流为 I，则
(A )
A．电动机内部的发热功率为 I2R
B．电动机的机械功率为 IU
C．电源的电动势为 I(R＋r)
D．电源的输出功率为
IU＋I2R
解析 电动机正常工作时，属 于非纯电阻电路，欧姆定律已 不适用，则 C 错误；由焦耳定 律可知电动机的发热功率为 I2R，A 正确；由电路的特点可 知，电动机的输入功率等于电 源的输出功率，即 P＝UI，由 能量守恒定律可得，电动机的 机械功率为 P＝UI－I2R，B、 D 错误．
纯电阻电路〔电炉〕
特点：电能全部转化为热能，电功等于电热
WQ UIt I2Rt 结论： U=IR 〔欧姆定姆适用〕
非纯电阻电路，〔电动机〕
特点：电能大局部转化为机械能，
但不可防止的局部转化为热能。
电功：W UIt
Q I2Rt W>Q
〔1〕U>IR〔欧姆定姆不适用〕
〔2〕W=Q+W其他
电动机获得的电压，一局部给电阻R发热，一局部给电动机M做功。
本课小结
作业
2.表达式： W=UIt
适用于 一切电路做功
3.单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
4.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〞
说明：电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能
电功率
1. 定 义： 电流做的功W跟做这些功所用时间t的比值.
问题探究1 电功、电功率、电热、热功率
问题： 电路中，AB两点间的电势差为U，电流 强度为I，经过时间t, 电荷由A移动到B，试电场 力对电荷所作的功.
U
Aq B 解： 设移动电荷的电量为q，因为I=q/t
所以 q = I t 又因为：W= q U
即： W= I U t
电功 1. 定 义： 电流做的功。〔电场力对自由电荷做的功〕
第二章 直流电路
第六节 焦耳定律 电路中的能量转化
淮口 陈林
教学目标
1、能准确描述电功、电功率，并能利用公式进行计算。 2、能记住焦耳定律，能分清电功与电热、电功率与热 功率的区别和联系。 3、能说出纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别， 会解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
4、能描述闭合电路中的功率及能量转化。
2.比值定义式: P＝W/t＝UI
适用于
一切电路的电 功率
3.单位：瓦〔W〕
4.物理意义：反映电流做功的快慢.
焦耳定律
1.内容: 电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比， 跟电阻值成正比，跟通电时间成正比。
2.公式: Q = I2 Rt
热功率
1.定义: 单位时间内产生的热量。
2.表达式: P热 = I2 R
明显电动机的总电压比R分的电压大。
I
UW机=W总-Q
总功 W=UIt
问题探究3 电路中的能量转化
1.在电源内部，能量是如何转化的？ 2.在外电路上，能量是如何转化的？ 3.电路的电功率一定等于热功率吗？ 4.你能从能量转化与能量守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律吗？
闭合电路中的功率
D．电动机消耗的功率大于电炉的功率
练习4 练习与评价：教P67 如图2-6-3所示是规格为“220V 36W〞的排气扇，线
圈电阻为40Ω，接上220V电压后，排气扇的发热功率和 输出功率各为多大？
练习5 如下图，有一台提升重物用的直流电动机M，线圈的内阻为 r=0.60Ω，与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω，电路的路端为 U=160V．图中理想电压表的示数为110V． 求：⑴通过电动机的电流I ⑵电动机的输入功率P ⑶电动机的机械功率P’
律的说法中正确的是( ) A.电功率越大，电流做功越快，电路中 产生的焦耳热一定越多 B.W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I2Rt ＝U2t 只适用于纯电阻电路
R C .在非纯电阻电路中，UI>I 2R D.焦耳热 Q＝I2Rt 适用于任何电路
快不一定多，还与时间有关
定义式 UI=P电>P热=I2R
由E=U+Ir 得 ：IE=IU+I2r 1、电源提供的功率〔电源功率〕P总=IE 2、电源的输出功率〔外电路得到的功率〕
P外=IU 3、电源内阻上的热功率 P内=I2r 4、电源的效率 =P外/P总＝U/E
＝R/(R+r) (只适用于纯电阻电路〕
过关练习
练例习11 下列关于电功、电功率和焦耳定
练习33．(非纯电阻电路)一台电动机的线圈电阻
与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流
U>IR，放热Q＝I2Rt，消 耗功率P＝UI>I2R.
，在相同时间内 ( ABD)
A．电炉放热与电动机放热相等
B．电炉两端电压小于电动机两端电压
U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率 P＝I2R.
C．电炉两端电压等于电动机两端电压