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1、2021/8/11 星期三1第二章恒定電流第五節(jié)焦耳定律2021/8/11 星期三2教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能1、理解電功的概念,知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功,理解電功的公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。2、理解電功率的概念和公式,能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3、知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。(二)過(guò)程與方法通過(guò)推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化和守恒,進(jìn)一步滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。2021/8/11 星期三3【教學(xué)重點(diǎn)】電功、電功率的概念、公式;焦耳定律、電熱功率的概念、公式?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系?!窘虒W(xué)方
2、法】等效法、類比法、比較法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)儀器】燈泡(36 V,18 W)、電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、投影片、玩具小電機(jī)2021/8/11 星期三4一、電功和電功率如圖一段電路兩端的電壓為U,通過(guò)的電流為I,在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)這段電路任一橫截的電荷量則電場(chǎng)力做功即: 2021/8/11 星期三51電功:在一段電路中電場(chǎng)力所做的功,也就是通常所說(shuō)的電流所做的功,簡(jiǎn)稱為電功電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流 I 和通電時(shí)間 t 三者的乘積在國(guó)際單位制中電功的單位是焦(J),常用單位有千瓦時(shí)(kWh).1kWh3.6106J2021/8/11 星
3、期三62電功率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功()一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積()電功率表示電流做功的快慢()單位:在國(guó)際單位制中是瓦(W),常用單位還有毫瓦(mW),千瓦(kW)1kW103W106mW=10-3MW2021/8/11 星期三7額定功率和實(shí)際功率:用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率,用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是實(shí)際功率用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才等于額定功率幾種常見(jiàn)家用電器的額定功率 用電路29吋彩電電熨斗電冰箱微波爐臺(tái)燈額定電壓(V)220220220220220額定功率(W)150300800100150800120040602021
4、/8/11 星期三8二、電功率和熱功率 1電流做功的過(guò)程,是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能在真空中,電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí),減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電荷的動(dòng)能;在金屬導(dǎo)體中,在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)的自由電子頻繁地與離子碰撞,把定向移動(dòng)的功能傳給離子,使離子熱運(yùn)動(dòng)加劇,將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2021/8/11 星期三92焦耳定律:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻 R 和通電時(shí)間 t 三者的乘積 焦耳定律適用于純電阻電路,也適用于非純電阻電路 純電阻電路:只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路,白
5、熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件 非純電阻電路:電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路 2021/8/11 星期三10熱功率:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I 的二次方與導(dǎo)體電阻R 的乘積 2021/8/11 星期三11I額=P額/U額 =1000/220A 4.5A 例1:規(guī)格為“220V,1000W”的電爐,求: 1.電爐正常工作時(shí),通過(guò)電阻絲的電流 2. 電爐的電阻 2.電爐的電阻: R=U額2/P額 =2202/1000解:1.由P=UI知,電爐正常工作時(shí): =48.42021/8/11 星期三12探究實(shí)驗(yàn): 給你玩具電風(fēng)扇1臺(tái)、干電池2
6、節(jié)、電壓表和電流表各 1 只、導(dǎo)線若干。 請(qǐng)你設(shè)法測(cè)出電風(fēng)扇的直流電阻,以及電風(fēng)扇工作時(shí)總功率(電功率)和輸出的機(jī)械功率。2021/8/11 星期三13運(yùn)行情況物理量 電 壓 U(V) 電 流 I(A) 電 阻 R( )總功率電功率(UI)(W)熱功率 I2R(W)機(jī)械功率 UI I2R (W)轉(zhuǎn)動(dòng)3 0.08 卡 住 30.130 0.24 0.192 0.048 0.30.30302021/8/11 星期三14純電阻電路: 電能 內(nèi)能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非純電阻電路:電能 內(nèi)能+其它形式的能WW - QQUIt I2RtIU/R說(shuō)明:歐姆定律不適用于非純電阻電路!指某段電路
7、在某段時(shí)間內(nèi)消耗的全部電能! 指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能!2021/8/11 星期三15純電阻電路: 非純電阻電路:電能 內(nèi)能電能 內(nèi)能+其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R電功 = 電熱:W=Q= UIt=I2Rt=U2t/R電功率=熱功率:P =P熱 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R電功:W= UIt電熱:Q=I2Rt電功率:P=UI熱功率:P熱=I2R2021/8/11 星期三16例2加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U,電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r,則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為( ) AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r
8、/U2非純電阻電路中計(jì)算電功率只能用P=UI, 熱功率只能用P熱=I2R2021/8/11 星期三173電功率與熱功率 (1)區(qū)別:電功率是指某段電路的全部電功率,或這段電路上消耗的全部電功率,決定于這段電路兩端電壓和通過(guò)的電流強(qiáng)度的乘積;熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決定于通過(guò)這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積(2)聯(lián)系:對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率;對(duì)非純電阻電路,電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和2021/8/11 星期三18例題:對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是( ) 2021/8/11 星期三19解析:電功率計(jì)算的普通公式為用電器有的是純電阻用電器(例電爐、電烙鐵等)
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