2.6焦耳定律（第1课时） 课件 -2022-2023学年高二上学期物理教科版选修3-1

§2.6 焦耳定律 一、电功 如图，设一段电路两端的电压为U,通过的电流为I, 则在时间t内通过这段电路任一横截面的 电荷量： W=UIt 2.公式: 1.定义：电场力移动电荷所做的功(即电流做功)，简称电功。 电荷在导体中运动的过程就是电场力对其做功的过程。 q=It 则电场力做功： W=qU W=UIt ------定义式 电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、通电时间 t 三者的乘积。 W=UIt ------ 3.单位：焦(J) 千瓦时(kW·h). １度＝1kW·h＝3.6×106J 电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。 4.电功是电能转化为其他形式能的量度。 【思考】：不同的用电器，电流做功的快慢该如何比较呢？ 1.定义：电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率。它在数值上等于单位时间内电流所做的功。 ※它表示电流做功的快慢。 上式表明，一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积． 3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)． 1kW＝103W 二、电功率 P =UI 2.公式: 因P =W/t且W=UIt,所以 ------定义式 电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。 在通电的金属导体中，通过自由电子与正离子的碰撞，将电能转化为金属导体的内能（使导体发热 ---焦耳热，也叫电热） 三、电热Q 1.定义:电流通过导体产生的热量. 理论和实验都证明：在一段只有纯电阻元件的电路中，电功W（数值上）等于电流通过这段电路时产生的热量Q 即： Q=W=UIt 且 U=IR Q=I2 R t （1）内容：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）公式： 2.焦耳定律 Q=I2 R t （3）单位：焦(J) （4）该定律适用于:纯电阻和非纯电阻。 　①纯电阻：电能全部转化为内能（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）。 　　②非纯电阻：电能绝大部分转化为其他形式的能，只有很少一部分转化为内能（如电路中含有在转动的电动机）。 ------电热定义式 　　上式表明：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。 P=Q /t=I2R 2.公式: 3.单位：瓦(W) 千瓦(kW)． 四、热功率 P 1.定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值叫做热功率，它在数值上等于单位时间内的发热量。 ---电热功率定义式 【探讨一】纯电阻和非纯电阻 （1）纯电阻：电能全部转化为内能（如白炽灯、电炉、电烙铁及被卡住的电动机等） ∴ 电功 = 电热: W= IUt = =I2Rt U2t/R =Q 电功率=热功率：P电 = IU = U2/R = I2R =P热 （2）非纯电阻：电能绝大部分转化为其他形式的能，只有很少一部分转化为内能（如转动的电动机、充电的蓄电池等），则有： W>Q U>IR ∴欧姆定律已不适用，故各个定义式不能变形！ UIt ＞ I2Rt 即： 电 功：W= IUt 电 热：Q=I2Rt 电功率：P = IU 热功率：P热=I2R W=E其他+Q 【探讨二】串、并联电路中的功率关系 U （1）串联电路 U （2）并联电路 U同，P=U2/R∝1/R（纯电阻） P总=UI=UI1+UI2 +· · · +UIn =P1+P2+ · · · +Pn（普遍适用） I同，P=I2R∝ R（纯电阻） P总=UI=U1I+U2I +· · · +UnI =P1+P2+ · · · +Pn（普遍适用） 无论电路怎样连接，总电功率都等于各用电器功率之和！ 课堂小结 电功 电功率 电热 热功率 定义式 W=UIt P=UI Q=I2Rt P=I2R 纯电阻 （可U=IR变形） 非纯 电阻 W=UIt P=UI Q=I2Rt P=I2R （不能用U=IR变形） 1：图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI