人教版高中物理选修-焦耳定律-ppt精品课件[1]

公式：P热=Q/t=I2R 单位：W kW
小结: 电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W = IUt 对纯电阻电路:
2.电功率:
P = W =IU
电功=电热 电功率=热功率
t
对非纯电阻电路:
= 3.电热: Q
I 2 Rt
电功>电热 电功率>热功率
4.热功率: P = Q = I2R t
电功、电功率的计算
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
1kW＝103W
二、电功率
额定功率和实际功率
额定功率:用电器在额定电压下工作的功率.
实际功率:用电器在实际电压下工作的功率.
几种常见家用电器的额定功率
用电器
额定电压 （V）
额定功率 （W）
29寸彩 电
220
电熨斗 220
电冰箱 220
微波炉 220
～150 300～ 100～
2、公式: P=Q /t=I2R 热功率普适公式
热功率P等于通电导体中电流 I 的二次 方与导体电阻R 的乘积．
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
纯电阻电路:
R
I=U/R
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能!
电能
W
IUt
→ 内能
Q
= I2Rt
非纯电阻电路:
M
I＜U/R
说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻
0.2A;30V;6W
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
7、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有 “110V，60W”和“110V，100W”字样， 另外有一只滑动变阻器R，将它们连接 后接入220V的电路中，要求两灯泡都正 常发光，并使整个电路消耗的总功率最
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
9、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 C．P2r/U2 D．P-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 所以 正确的是 （C）
1、用电器正常工作的条件： ①用电器两端的实际电压等于其额定电压. ②用电器中的实际电流等于其额定电流． ③用电器的实际电功率等于其额定功率．
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条 件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件.
灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
2、用电器接入电路时：
烧焦的家用电器.如图,它的电路由控制部分AB和工作部
分BC组成.K1是限温开关,手动闭合,当温度达到1030C时 自动断开,不能自动闭合.K2是自动开关,当温度超过800C 时自动断开,温度低于700C时自动闭合.R2是限流电阻,阻 值2140Ω, R是工作电阻,阻值60Ω.锅中放好适量的米和
水,插上电源(220V,50Hz),手动闭合K1后,电饭锅就能自 动煮好米饭并保温.
W＝P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端 所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少?
1∶2∶6
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
5、在电阻上除了标明电阻值，还标明 额定功率值，这是它工作时允许消耗 的最大功率，超过这个功率，电阻器 就会被烧坏。现有一个“100Ω 4W” 的电阻器，允许通过这个电阻器的最 大电流为多大？允许加在这个电阻器 两端的电压为多大？
(1)简述手动闭合K1后,电饭锅加热、保温过程的工作原
理.
Leabharlann Baidu
D
(2)加热过程电饭锅消耗的电功 率P1是多大?K1,K2都断开时电 饭锅消耗的电功率P2是多大?
K1 K2 A
R BC
(3)若插上电源后没有手动闭合
K1,能煮熟饭吗?为什么?
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
对纯电阻电路: 电功=电热
公式：P=W/t=IU 单位：W kW
三、电热Q
定义: 电流通过导体产生的热量.
公式：Q=I2Rt
单位：J
电功率=热功率 对非纯电阻电路:
电功>电热 电功率>热功率
焦耳定律：电流通过导体产生的热量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 ．
四、热功率P热 定义：单位时间内的发热量
解:据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W
故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60 J =6.5×104 J
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
2、下图所示的电路中，三电阻串联，其
阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总 电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、
P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) A
A、2：3：6
B、6：3：2 C、1：2：3
R1
R2
R3
D、3：2：1
在串联电路中，功率 跟电阻成正比。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
电路！
电能 → 内能+其它形式的能
W
W其
Q
IUt ＞ I2Rt
指转化为 内能的那 部分电能!
纯电阻电路:
R
I=U/R
电能
W
→ 内能
Q
IUt
=
I2Rt
电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热
非纯电阻电路:
I＜U/R 电能
小，应使用下面哪个电路？ B
L1 L2
L1 L2
L1 L2
L1
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
A
B
L2
C
D
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
8、电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温,又不会把饭
D、3：2：1
在并联电路中，功率 跟电阻成反比。
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
4、如图，已知R1=6Ω，R2=3Ω， R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻 的实际功率之比为_________。
W
M
→Q 内能+其它形式的能
W其
IUt ＞ I2Rt
电功：W= IUt
电热：Q=I2Rt
电功率：P = IU 热功率：P热=I2R
小结: 电功和电功率、电热和热功率
一、电功W
定义：电场力(或电流)所做的功.
公式：W=IUt
单位：J 1kWh=3.6×106J
二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功
1、一个电炉额定电压为220V，额 定功率为800W，如果接入110V电 路中，实际消耗的功率为多大?
200W
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
电流在一段电路中所做的功W等于这 段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、 通电时间 t 三者的乘积．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
1kW·h＝3.6×106J
二、电功率
1、定义：单位时间内电流所做的功.
表示电流做功的快慢．
2、公式: P =W/t=IU 电功率普适公式
电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．
800～
800
150
1200
输入功率和输出功率
台灯 220 40～60
输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积.
输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.
电热器
水用管状电热器
热水器
饮水机
三、电热
1、定义:电流通过导体产生的热量.
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 移动的动能传给离子，使离子热运动加 剧，将电能全部转化为内能．
只有在纯电阻用电器的前提下，才可由 I = U
改写电功率的表达式．
R
所以，正确选项为C、D．
例2、对计算任何用电器的热功率
都适用的公式是 (
)
Ａ．P = I 2R Ｂ．P = U 2
R
Ｃ．P = UI Ｄ．P = Q
t
计算热功率的普适公式为:P = Q = I2R t
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端 所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少?
解:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转 化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律:
P电＝P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 ＝I2R
消耗的电功率为: P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:
Zx。、xk
电流通过导体时产生的热量 与哪
些因素有关呢?
三、电热
1、定义:电流通过导体产生的热量.
2、公式:
推导： 电能全部转化为内能：
Q=W=IUt
Q=I2 R t
欧姆定律：U=IR
三、电热
2、公式:
Q=I2R t
电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q
等于电流I的二次方、导体的电阻R 和
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
3、下图所示的电路中，三电阻并联，其
阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总 电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、
P2、P3，则 P1：P2：P3等于( ) D
A、2：3：6
B、6：3：2
C、1：2：3
通电时间 t 三者的乘积 ．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路．
纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽 灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）．
非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或 有在发生化学反应的电解槽的电路．
四、热功率
1、定义:单位时间内的发热量.
功是能量转化的量度，电流做了多少功就有 多少电能转化为其他形式的能。
zxxk
一、电功
2、公式:
一段电路两端的电压为U,通过的电流为I, 则在时间t内通过这段电路任一横截面
的电荷量： q=I t
W=IUt
电场力做功：W=qU
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
2、公式: W=IUt 电功普适公式
第二章 恒定电流
2.5 焦耳定律
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电功是电能转化为其他形式能的量度.
电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电 时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转 化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就 是电流做功的过程。
电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由 电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷 的电势能减少，其他形式的能增加。
0.2A;20V
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
人教版高中物理选修3-1 第2章第5节焦耳定律（共36张PPT)【PP T优秀 课件】- 精美版
6、有人用一个“100Ω，4W”的电阻和 一个“50Ω，8W”的电阻串联，作为 150Ω电阻使用，则该 150Ω电阻允许 通过的最大电流为____；能承受的最 大电压为_____；额定功率为 。
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其 电阻不变． ②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.
例1：对计算任何用电器的电功率
都适用的公式是(
)
ＡP ． =I2R Ｂ．P = U 2
R
Ｃ． P=UIＤ．P = W
t
解析： 计算电功率的普适公式为:P = W = IU
t
用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等) 有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等)．