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课件网) 5 焦耳定律 用电器是用电来工作的器具，它们的共同特点是要消耗电能，靠电流做功来工作，将电能转化为其他形式的能，那么电流做功是怎样的一个过程？ 生活中有着功能多样的各种用电器，你能试着说出它们的共同点和不同点吗？ W=qU q=It W=UIt 如图所示，一段电路两端的电压为U ，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I 。 在时间t 内通过这段电路上任一横截面的电荷量为： 在这个过程中电场力做的功为： 将q 代入得： 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 一、电功 1、定义：在一段电路中电场力所做的功 3、单位：焦耳，简称焦，符号是 J 千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h 1 kW·h = 1000W×3600s = 3.6×106J 2、定义式： 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。 电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 一、电功 一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U 和电路中电流 I 的乘积 3、物理意义：反映电流做功的快慢程度 4、单位：国际单位制：瓦（W） 1、定义：单位时间内电流所做的功 1 kW＝103 W 二、电功率 2、定义式： 常用单位：千瓦（kW） 1、额定功率：用电器在额定电压下工作的功率 三、额定功率和实际功率 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率 2、实际功率：用电器在实际电压下工作的功率 输入功率和输出功率 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 观察下面两组图片，你能说出这些用电器所发生的能量转化吗？它们之间有何不同？ 1、纯电阻电路：电流通过用电器发热，将电能全部转化为热能（内能）的电路，如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等 2、特点：电能全部转化为热能，电功等于电热，电功率等于热功率，即： 四、纯电阻电路 根据欧姆定律得：U=IR 联立可得： 这个关系是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律 3、在纯电阻电路中： 4、热功率： 1、非纯电阻电路：电流通过用电器以转化其他形式能为目的，将电能大部分转化为其他形式的能，但不可避免一小部分转化为热能（内能）的电路，如电动机、给蓄电池充电等 2、特点：电能大部分转化为其他形式能，一小部分转化为热能，电功等于电热，电功率大于热功率，即： 五、非纯电阻电路 3、在非纯电阻电路中： 则有： 欧姆定律不适用 4、功率关系： 1、纯电阻电路：电功等于电热，电功率等于热功率 2、非纯电阻电路：电功大于电热，电功率大于热功率，欧姆定律不再适用 电功：W＝UIt 电功率：P电＝UI 电热：Q＝I2Rt 热功率：P热＝I2R W≠Q P电≠P热 P电=P其他＋P热 W电=W其他＋Q 两种电路的归纳总结： 电能W 热能Q I2Rt UIt = I = U/R M I ＜ U/R UIt W其他 ＋I2Rt = 电能W 其他形式能＋内能Q 两种电路的归纳总结： 1、纯电阻电路：电能等于热能，电功率等于热功率 电功率P电 热功率P热 I2R UI = 欧姆定律适用 2、非纯电阻电路：电能大于热能，电功率大于热功率 电功率P电 其他功率＋热功率P热 P其他 ＋I2R UI = 欧姆定律不适用 纯电阻电路 电能W 内能Q I2Rt UIt = I = U/R M 非纯电阻电路 I ＜ U/R 欧姆定律不适用于非纯电阻电路！ UIt I2Rt + E = 电能W 内能Q +其他形式能量 纯电阻电路与非纯电阻电路 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。 例1. 一个电动 ... ...
