鲁科版 (2019)必修 第三册第3节 电功与电热评课课件ppt

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电功、电功率、焦耳定律
[学习难点]：电功率和热功率的区别和联系
[新 课 学 习]
自由电子在电场力的作用下会定向移动而做功，电场力做的功常常说成是电流所做的功，简称“电功”；而不同导体在相同电压作用下电场力做功的快慢程度又是不同的，为了比较电场力做功的快慢，我们引入了“电功率”的概念；同时电流通过导体是会发热的，我们把它叫“电热”。那么以上这些物理量之间有何关系呢？下面我们共同来学习这些问题。
1、电功：电场力（或电流）所做的功。（1）定义式：W=qU=UIt（2）单位：焦耳（J）、千瓦时（kwh）。1kwh=3.6×106J2、电功率：电场力（或称电流）做功的快慢。（1）定义式：P=W/t=UI（2）单位：瓦特（W）。
（3）热功率：单位时间内发热的功率。 P=I2R（4）额定功率：用电器安全正常工作时消耗的功率。 实际功率：用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
P额是个定值，P实是个变值。 P额≥P实。
几种常见家用电器的额定功率
（5）输入功率：用电器输入端的电压与输入电流之积。P=UI 输出功率：用电器输出端的电压与输出电流之积.
3、电热：电流通过导体产生的热量。（1）大小——Q=I2Rt（2）单位：焦耳（J）
4、电功与电热： （1）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=Q。即电能全部转化为内能：UIt=I2Rt→U=IR，也即欧姆定律成立。此时有： UIt=I2Rt=（U2t/R）
（2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：W＞Q。即电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量： UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt→U＞IR，也即欧姆定律不成立。
2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。
1、公式W=UIt和P=UI是电功和电功率的一般表达式，适用于任何用电器，它表示用电器消耗的全部电功和电功率。而W=I2Rt=U2t/R和P=I2R=U2/R则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。
(1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位.1 kW·h＝3.6×106 J．( )(2)电流做功的过程中，电能转化为其它形式的能．( )(3)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越小( )
(4)电功率越大，电流做功一定越快．( )
(5)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．( )
1．对电功的理解(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少．(3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．
3．电热和热功率(1)电热的计算公式为Q＝I2Rt.(2)热功率的计算公式为P热＝I2R.
4. 纯电阻电路和非纯电阻电路(1)电能全部转化成电热为纯电阻电路，电能转化成电热和其他形式能为非纯电阻电路．(2)非纯电阻电路只能用Q＝I2Rt计算电热，电功W＝UIt大于Q.(3)对于含有电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻电路，电动机不转时是纯电阻电路．
例1．(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是(　　)A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W不一定等于QC．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D．电功的另一表达式W＝t适用于任何电路
　解析：任何电路的热功以及焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B正确；在非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝t只适用于纯电阻电路，D错误．
例2.额定电压为220 V的电动机的线圈电阻为0.8 Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为1 280 J，则电动机正常工作时的电流为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？
答案：40 A　7 520 J
1．若不考虑温度对电阻的影响，关于一个标有“220 V　40 W”字样的灯泡，下列说法中错误的是(　　)A．接在110 V的线路上，灯泡的功率为20 WB．接在110 V的线路上，灯泡的功率为10 WC．接在220 V的线路上，灯泡的功率为40 WD．接在55 V的线路上，灯泡的功率为2.5 W
2．一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，则该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是(　　)A．4 V,16 J B．8 V,16 J C．4 V,32 J D．8 V,32 J
4.有一只电熨斗，内部电路如图 甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)
A．a方式为“高”挡 B．b方式为“低”挡C．c方式为“关”挡 D．d方式为“中”挡
5.如图所示，两个不同的工业用电烙铁，其中甲的规格的“220 V,800 W”，乙的规格为“220 V，1 600 W”。则当两电烙铁分别接通，其通过的电流分别为I1＝0.4 A、I2＝0.2 A时，分别工作t1＝10 s、t2＝20 s后释放的热能为多少？
答案：96.8 J　24.2 J