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高中物理选修-焦耳定律ppt
通电时间 t (3)实验探究:
(4)理论探究: 电能全部转化为内能:
Q = _W___ = __IU__t__ Q = I2Rt
欧姆定律:U=IR (5)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 .
2 电热功率 (1)定义: 单位时间内的发热量.
5
上节回放
焦耳定律
外接法
内接法
误差来源 伏特表的分流 电流表的分压
测量结果 R测 < R真
R测 > R真
选择依据
R<<RV R < R临
R>>RA R > R临
电路
限流式
分压式
优点 简便,功率小 电压调节范围大
选择依据 Rx < Rf
Rx > Rf
电功和电功率
1 电功 导体中的恒定电场对自由电
(1)定义:
际
定
电
等于
电
功 等于 功
压
压
率
率
小于
小于
影响寿命
正常工作
不能正 常工作
3 电功与电功电率功的比较 电功率
概念 意义 公式
电流所做的功 电流做功多少
W=UIt
电流在单位时间内所做的功
电流做功快慢 P=UI
单位
焦耳 千瓦时
瓦特 千瓦
测量 用电能表直接测量 用伏安法间接测量
联系
W=P t
问题与练习
例2 下图所示的电路中,三电阻串联,其
问题与练习
例6 某一电动机,当电压U1=10V时带 不动负载,因此不转动,这时电 流为I1=2A。当电压为U2=36V时 能带动负载正常运转,这时电流 为I2=1A。求这时电动机的机械功 率是多大?
机械功率P=31W
例7 微型吸尘器的直流电动机内阻一 定,当加上0.3V的电压时,通过 的电流为0.3A,此时电动机不转, 当加在电动机两端的电压为2.0V 时,电流为0.8A,这时电动机正 常工作,则吸尘器的效率为多少?
P2,两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别
为P1 '、P2 ',则可以判定
( AD )
A. P1=2P2
B. P1=P2
C. P1'=2P2'
D. P1'>2P2'
例4 已知R1、R2都标有“4W 100Ω” 字样,而R3标有“1W 100Ω”字 样.按图中所示的电路连接,则 A、B间允许消耗的最大电功率为 __1_._5_ W.
例10 用下列器材测量小电动机输出
功率:电压表、电流表、滑动变阻器、
电源、开关和导线等。 (1) 在图中画出你
V
设计的电路图。已知
MA
电动机内阻与电流表
内阻相同,滑动变阻
器限流作用不大。
(2)若闭合开关后,调节滑动变阻
器,电动机未转,电压表、电流表 读数分别为U1、I1;又调节滑动变阻 器,电动机转动后,电压表、电流 表读数分别为U2、I2;此时电动机输 出功率为多少?
焦耳定律
1 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.
(2)影响电热的因素: 通电电流强度I 通电导体的电阻R
例5 如图网络式电路,每个电阻均为 R = 100Ω。求:
(1) C、D间接入多大电阻,可使A、B 间的总电阻与“格子”数目无关?
(2) 若该电路接上 220V的恒定电源, 则电源输出功率为多少?
A RRR RR RBLeabharlann R R RC RRD
(1) rCD = ( 3 - 1)R = 73.2 Ω (2) 834W
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
R1 R2 R3
C. 1:2:3
D. 3:2:1
例3 把两个相同的电灯分别接成如图所示
的两种电路,调节变阻器,使电灯都正常
发光.若两电路消耗的总功率分别为P1、
P = I2U2 -
I22U1 I1
荷的静电力做所做的功,也 叫做电流所做的功。
电场力对自由电荷做正功
电势能 __减__少___
电能转化为其他形式的能量
(2)电功定义:
电场力做功:W= __q_U____ 电荷量: q = ___I_t___
所以 W = IUt
(3)电功单位: 焦耳(J) 千瓦·时(kW·h)
1kW·h=3.6×106J
(2)公式:
P
=
Q —t
=
I2R
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).
2 电功(率)与电热(功率)比较
纯电阻电路
R
电能 → 内能
W
Q
IUt = I2Rt
非纯电阻电路
M
电能 内能 + 机械能
W Q + E其它
= IUt I2Rt + E其它
=
W t
=
IU
(3)单位:瓦特(W)
(4)电功率的测量:伏安法
(5)几个名词:
额定电压 用电器正常工作时电压(铭牌上标出的电压) 额定功率 用电器在额定电压下的功率(铭牌上标出的功率) 实际电压 用电器实际工作时的电压 实际功率 用电器在实际电压下的功率
实际功率与额定功率的关系
大于
大于
实
额
实
额
际
定
问题与练习
例1、一根电阻丝在通过 2C 的电量 时,消耗电能是8J。若在相同时间 内通过4C的电量,则该电阻丝两端 所加电压U和该电阻丝在这段时间 内消耗的电能E分别为 ( BD ) A.U=4V B.U=8V C.E=16J D.E=32J
2 电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功
(2)表达式:P
η = 60%
例8 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,电源电动势ε=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 = 4 Ω。
例 9 使用功率为 2kW 的加热装置把 2 kg 的水从 200C加热到1000C, 用了 10 min。已知水的比热容 C = 4.2×103J/(kg·0C),这个装置的 效率是多大?