焦耳定律教案精品課件

1、焦耳定律教案第1頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能 電燈：電爐：電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 電動機：電動機把電能轉(zhuǎn)化成機械能 電解槽：電能轉(zhuǎn)化成化學能 第2頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律一、電功1、定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功 。2、定義式：W=UIT 3、單位：焦耳，簡稱焦，符號是J ； 常用單位有：千瓦時，俗稱“度”，符號是kWh. 二、電功率1、定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。 2、定義式：P=IU 3、單位：瓦（W）、千瓦（kW） 利用P=

2、計算出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。利用P=IU計算時，若U是某一時刻的電壓，I是這一時刻的電流，則P=IU就是該時刻的瞬時功率。 第3頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律三、焦耳定律1、內(nèi)容：2、關(guān)系式：Q=I2Rt四、熱功率 ：1、定義：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率。 2、定義式：P熱=I2R 3、單位：瓦（W） 4、電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系 （1）電功率與熱功率的區(qū)別：電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。熱功率是在某段電路上因發(fā)熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I

3、2和電阻R的乘積。（2）電功率與熱功率的聯(lián)系：若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數(shù)值相等。即P熱=P電教師指出：上述實驗中，電機不轉(zhuǎn)時，小電機就相當于純電阻。若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能或化學能，只有一少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這時電功率大于熱功率，即P電P熱。教師指出：上述實驗中，電機轉(zhuǎn)動時，電機消耗的電功率，其中有一部分轉(zhuǎn)化為機械能，有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故P電P熱。第4頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律第5頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律【例1】不考慮溫度對電阻的影響，對一個

4、“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是A.接在110 V的電路上時的功率為20 WB.接在110 V的電路上時的功率為10 WC.接在440 V的電路上時的功率為160WD.接在220 V的電路上時的功率為40 W解析：正確選項為BD。（法一）由得燈泡的電阻1210電壓為110V時， W=10 W電壓為440V時，超過燈炮的額定電壓一倍，故燈泡燒壞，P=0.（法二）由。可知R一定時，PU2，當U=110V=，P=P額/4=10 W說明：燈泡是我們常用的用電器，解題時一般不考慮溫度對其電阻的影響。用電器的標稱值，指其額定值，即用電器在正常工作時的電壓、功率以及電流值，由P額=U額I額可知，

5、P、U、I有同時達到、同時超過、同時不滿足的特點。第6頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律【例2】一直流電動機線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動，在線圈兩端加電壓為0.3V，電流為0.3A。松開轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加電壓為2 V時，電流為0.8 A，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少?電動機的機械功率是多少?解析：電動機不轉(zhuǎn)動時，其消耗的電功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內(nèi)阻：電動機轉(zhuǎn)動時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，其輸入的電功率為P入=I1U10.82W1.6 W電動機的機械功率P機=P入-I12r=

6、1.6-0.821 W=0.96W說明：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應用能量守恒定律。電熱Q=I2Rt。電動機消耗的電能也就是電流的功W=Iut。由能量守恒得W=Q+E，E為其他形式的能，這里是機械能；對電動機來說，輸入的功率P入=IU；發(fā)熱的功率P熱=I2R；輸出的功率，即機械功率P機=P入-P熱=UI-I2R。第7頁，共10頁，2022年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律【例3】潮汐發(fā)電是利用漲落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，發(fā)電功率也越大。我國潮汐能的可供開發(fā)的總裝機量為3.67 kW。1980年8月，在浙江江廈建成第一座潮汐電站，裝機量為3

7、103 kW，平均年發(fā)電量為1.7107 kWh，其規(guī)模居世界第二位。（1）試根據(jù)上文中給出的數(shù)據(jù)，計算我國建造的江廈潮汐電站平均每天滿負荷工作幾小時?（2）設(shè)江廈潮汐電站漲潮和落潮時的平均潮差為6 m，計算每次漲潮時流量是多大?（設(shè)潮汐電站的總能量轉(zhuǎn)換效率為50%）解析：（1）江廈潮汐電站功率為3103 kW，年發(fā)電量為1.077 kWh，由公式W=Pt可算出每天滿負荷工作的時間為 s=9.8 h（2）由文中給出數(shù)據(jù)及每天漲、落潮的次數(shù)可知，平均每次的發(fā)電量為J因為所以每次漲潮的平均流量為m3/次說明：本題涉及到潮汐這種自然現(xiàn)象，漲潮和落潮時均有水流的機械能轉(zhuǎn)化為電能。第8頁，共10頁，20

8、22年，5月20日，14點37分，星期四第五節(jié) 焦耳定律【例4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻r=0.6，R=10，U=160 V，電壓表的讀數(shù)為110 V，求（1）通過電動機的電流是多少？（2）輸入到電動機的電功率是多少？（3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？（4）電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？解析：（1）設(shè)電動機兩端的電壓為U1，電阻R兩端的電壓為U2，則U1=110 V，U2=U-U1=（160-110）V=50 V通過電動機的電流為I，則I= A=5 A（2）輸入到電功機的電功率P電，P電=U1I=1105 W=550 W（3）在電動機中發(fā)熱的功率P熱，P熱=I2r=520.6 W=15 W（4）電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量Q，Q=I2rt=520.63600 J=54000 J說明：電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以計算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內(nèi)阻。