高中物理选修-焦耳定律ppt

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：2.5焦耳定律 (共10张PPT)

《焦耳定律》
一、电功和电功率
1、电功：表示在一段电路中电场力所做的功，也是电流所做的功。
W UIt
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积。在国际单位制中电功的单位是焦（J），电压单位V，电流单位A，时间单位S 。
2．电功率：单位时间内电流所做的功
• 3.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图所示)，下列说法正确的是( ) • A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大 • B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小 • C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少 • D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变
Q I Rt
2
热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率
Q 2 P I R t
热功率等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻 R 的乘积。
电功与热功的区别和联系纯电阻电路:
电能
W
→
内能
Q
UIt
I2Rt
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2R = U2/R
电机的电功有两部分：机械功和热功。
W UIt
Q I Rt
2
W机 W - Q
一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值 R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。解：电阻R两端的电压为 M R UR=U-UM= 50V， V 通过R的电流是 I=UR/R=5A 电动机消耗的功率为 P=IUM=5×100=500W P热=I2r =25W P机=P-P热=500-25=475W

《焦耳定律》ppt课件

在误差允许范围内，纯电阻电路中P电=P热；非纯电阻电路中P电>P热。
12
实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。
2
问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么？问题3 静电力做功与电流做功的关系？
4
电功的推导
例 1 一段电路两端的电势差为 U ，电荷从电路一端定向移动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
5
焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电炉产生的热量Q。
6
P =UI电功率和热功率电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
8
实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路

《高二物理焦耳定律》课件

钨丝灯泡寿命问题
应用焦耳定律可以评估钨丝灯泡使用过程中的热量损耗，以提高灯泡的寿命和能效。
总结
焦耳定律是理解电路中能量转换的重要基础。学会应用焦耳定律，可以帮助我们解决实际问题。学习物理除了了解规律，更为重要的是培养科学思维和实验技能。
讲解如何记录实验数据、如何进行数据处理和计算，以验证焦耳定律。
3
思考题与讨论
引导学生思考实验结果的意义，并进行思考题和讨论，加深对焦耳定律的理解。
焦耳定律的实际问题
电线起火问题
焦耳定律可以帮助我们理解电线过载时的热量问题，以预防电线起火等安全隐患。
集成电路散热问题
通过焦耳定律，我们可以分析集成电路中产生的热量，以改善散热设计，提高电路的稳定性。
设计电路元件
焦耳定律的应用可以帮助工程师设计电路中的电阻元件，以满足特定的电流和能耗要求。
研究材料的热性质
通过实验测量电流通过材料时产生的热量，可以研究材料的导电性和导热性等热性质。
焦耳定律实验
1
实验步骤及仪器
详细介绍焦耳定律实验的具体步骤和使用的实验仪器，如安培表、电阻器等。
2
Hale Waihona Puke 实验数据记录与处理《高二物理焦耳定律》 PPT课件
高二物理焦耳定律PPT课件
焦耳定律简介
定义：描述了电流通过电阻时所产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的关系公式：Q=I^2Rt，其中Q为热量，I为电流强度，R为电阻值，t为时间
焦耳定律的应用
计算电器损耗能量
根据焦耳定律可以计算电器在使用过程中的能量损耗，有助于评估电器的效率和节能性。

第4节焦耳定律完整版PPT课件

_电__视__机__后__盖__的__散__热__孔__；__电__脑__的__散__热__风__扇__；____________________。
三、典例分析例1.导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生的热量是多少？
解：R= 2Ω I=2A t=1min=60s Q=I2Rt =(2A)2×2Ω×60s =480J
第4节焦耳定律
一、学习目标 1．知道电流的热效应。 2．知道焦耳定律，会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3．知道电热的利用和防止。
二、问题导学 1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
以下用电器把电能转化成什么能？
2．探究电热的多少与哪些因素有关？（1）探究电热与电阻的关系：
。
3．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。焦耳定律公式： Q=I2Rt ，公式中Q表示热量，单位 J(焦) ；
I 表示电流，单位 A(安) ； R表示电阻，单位 Ω (欧) ； t表示通电时间，单位 S(秒) 。
∵电炉丝与导线是串联的 ∴I电炉丝=I导线 t电炉丝=t导线
R电炉丝＞R导线
Q电炉丝＞Q导线
Q=I2Rt
四、本课小结
1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，
跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。
答： 1min产生的热量是480J。
例2.有“220V 1000W”的电炉，接在220V的电源上，该电炉每小时消耗的电能是多少J？每小时产生的热量是多少J？

高中物理课件-人教版选修3-焦耳定律(共17张PPT)

两种电路比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把
元件特点电路中只有电阻元件电能转化为其他形式
能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律 I＝UR
不服从欧姆定律：
U>IR
或
U I<R
电流做功全部转化为电电流做功除转化为内
能量转化热即电能全部转化为导能外还要转化为其他
体的内能
形式的能
元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等
1、5A 2、550W 3、15W 4、535W 5、54000J
M R
V
U
小
结电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W=IUt
2.电功率:
P
W t
=IU
3.电热: Q=I2Rt
4.热功率:
P=
Q t
=I2R
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率对非纯电阻电路:
电功>电热电功率>热功率
p U 2 (纯电阻) R
3、热功率 (1)定义:单位时间内的发热量.
(2)公式: P=Q /t=I2R
纯电阻电路
纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
满足欧姆定律
非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
电功电热电功率热功率
纯电阻电路 W＝IUt＝I2Rt＝UR2t Q＝IUt＝I2Rt＝UR2t
P＝IU＝I2R＝UR2 P＝IU＝I2R＝UR2
非纯电阻电路 W＝IUt Q＝I2Rt P＝IU P＝I2R

《焦耳定律》课件(29张ppt)

电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应.
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？
why？
着火了！
家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。
2
电热的利用和防止 1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等.
2、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等等.
练习
1．将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R1和R2上，若 R1=5 Ω >R2，通电后问那根火柴先被点燃（ A ） A. R1在上的火柴 B. 在R2上的火柴 C. 同时点燃 D. 无法确定 2．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应使（ D ） A. 通过它的电流减小一半 B. 它两端的电压减小一半 C. 它的电阻减小一半 D. 电压和电阻均减小一半
2 2
Q I Rt 0.6 A 60 300s 6480J
例题
例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
实验1：研究电热与电阻关系
R2 10
R1 5
电阻丝大的电阻产生的热量多.
在电流、通电时间相同时，阻值

高中物理——焦耳定律32页PPT

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。 ——左
高中物理——焦耳定律
41、实际上，我们想要的不是针对犯罪的法律，而是针对疯狂的法律。 ——马克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就像影子跟随着身体一样。— —贝卡利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进步。— —杰弗逊 44、人类受制于法律，法律受制于情理。— —托·富勒
45、法律的制定是为了保证每一个人自由发挥自己的才能，而不是为了束缚他的才能。—— 罗伯斯庇尔
Байду номын сангаас
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。 ——笛卡儿

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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？