10.7 电功、电功率及焦耳定律（1）电功和电热 课件-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）必修第三册

高中物理 必修三 第十章 电路及其应用 第七节 电功、电功率及焦耳定律 （1）电功和电热 电熨斗 有人说：电熨斗通电会发热，所以是热敏电阻。这样说对吗？ 用电器中的能量是怎样转化的呢? 电能转化为其他形式的能 是谁在做功呢? 电能 内能 电饭煲 电能 机械能 洗衣机 电能 化学能 电解池 与电流有关 为什么不是电压？ 电能 内能 电饭煲 电能 机械能 洗衣机 电能 一、电功 电能转化为其他形式的能，是谁在做功呢? 我们知道，从一种形式的能转化成另一种形式的能的过程需要做功。 电能 其他形式的能 电流做功 定义： 单位： 表达式： 电流所做的功 W=UIt 为什么电流会做功呢？ 该又如何推导电功的表达式呢？ 在国际单位制中单位是焦耳，符号是J。 1J=1V·A·s 一、电功 + + ++ + + + + + + + - - - - F静电力 F静电力 F非静电力 电路是一种特殊的电场 在电源外部 静电力F 做正功 在电源内部 非静电力F做正功 静电力F做负功 电功实质上是导体中的电场对自由电荷的作用力做的功。设通过导体的恒定电流为 I，导体两端的电压为 U，则在时间 t 内电流通过这段导体的电荷量为 q = It，电场力对电荷所做的功为 二、电功率 如何比较相同时间内不同用电器电流做功的大小? 二、电功率 比值定义法 定义： 电流做功的快慢，电功率的符号一般用P表示 意义： 电流所做的功与通电时间之比。 单位： 瓦（特）W 表达式： 常见的单位还有kW 1 kW·h的物理意义是表示功率为1kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。 1 kW·h＝1000 W×3600 s＝3.6×106 J 备注：千瓦时，俗称“度” 。 根据 1W=1V·1A 有 kWh是功率单位吗？ 二、电功率 用电器上标的正常工作电压叫额定电压， 标出的在额定电压下的功率叫额定功率。 而实际功率是用电器在实际工作时的功率，是不确定的。 额定功率和实际功率有什么区别？ 额定功率：用电器_______工作时的电压。 实际功率：用电器_______工作时的电压。 当用电器两端的电压等于额定电压时 实际功率_______额定功率。 正常 实际 等于 超过额定功率，易损坏 处于额定功率正常发光 请分析以下电路 如何使得两个小灯泡同时正常发光 4W，2V 1W，2V 可以正常同时以额定功率发光吗？ 不可能 1Ω 4Ω 串联电路电压按照阻值进行分配 阻值不一样，电压不可能相同 4V 理想电源，没有内阻 将阻值大的灯泡并联电阻，降低电阻 并联电阻和1Ω灯泡阻值相同 请分析以下电路 如何使得两个小灯泡同时正常发光 4W，4V 1W，2V 可以正常同时以额定功率发光吗？ 不可能 4Ω 4Ω 并联电路电压相同 2V灯泡超过额定电压 4V 理想电源，没有内阻 将额定功率小的灯泡串联电阻，降低电压 三、电功率与热功率 英国物理学家焦耳经过多次实验指出：电流通过导体产生的热量 Q，与电流 I 的二次方、导体的电阻 R 和通电的时间 t 成正比。这就是焦耳定律 通常把电流流过导体时产生的热量称为电热，也叫做焦耳热。电流通过导体产生的热量与所用时间之比叫做热功率，其表达式为 电路将消耗的电能全部用于发热，这样的电路称为纯电阻电路，典型的应用有电熨斗、电饭煲。等在理论上，电源内阻、定值电阻、滑动变阻器，小灯泡都属于纯电阻电路，与此同时，纯电阻电路将符合欧姆定律 三、电功率与热功率 白炽电灯、电炉、电热毯等 热功率： 纯电阻元器件 电能全部转化为内能 非纯电阻电路 电路中含用电动机、电解槽和蜂鸣器等。 只有部分电能转化为内能，其他部分转换为其他形式的能量。 E r 热功率： E r 电功W都转化为电热Q 电功W部分转化为电热Q 课堂小结 不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路 电流的电功率均为P电＝UI，热功率均为P热＝I2R 对于纯电阻电路（灯泡、滑动变阻器、定值电阻） P电＝P热，UI＝I 2R＝ ， (欧姆定律适用) 对于非纯电阻电路（蜂鸣器、电动机） P电＝P热＋P其他，即UI＝I2R＋P其他， (欧姆定律不适用) 课堂作业 作业23 $