
想想他們有什么共同點?
提問:在靜電學中,我們怎樣計
算電場力做功?
①定義途徑;②利用電勢差求電功——WAB = qUAB
從能量轉化的角度總結電路的某些規(guī)律
探討幾個用電器的能量轉化情況
a、電流流過電爐b、電流流過電解槽c、電流流過電風扇
→電能轉化為化學能和熱能
→電能轉化為機械能和熱能
思考問題:以上的推導和結論與電路的性質(如:前面a、 b、c三種電路)有沒有關系?
電流做功的實質:電場力推動電荷做功 電能轉化為其它形式的能.
1.電功:在一段電路中電場力所做的功,也就是通常所說的電流所做的功,簡稱為電功.
電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流 I 和通電時間 t 三者的乘積.
在國際單位制中電功的單位是焦(J),常用單位有千瓦時(kW·h).
1kW·h=3.6×106J
2.電功率:單位時間內電流所做的功叫做電功率.
(1)一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積.
(2)電功率表示電流做功的快慢.
(3)單位:在國際單位制中是瓦(W),常用單位還有毫瓦(mW),千瓦(kW).
1kW=103W=106mW
3.額定功率和實際功率:用電器銘牌上所標稱的功率是額定功率,用電器在實際電壓下工作的功率是實際功率.用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率.
幾種常見家用電器的額定功率
P額是個定值,P實是個變值. P額≥P實.
三、焦耳定律(實驗定律)
2、定義式:Q=I2Rt
3、 適用于一切電路(純電阻電路、非純電阻電路)中電熱的計算.
非純電阻電路和純電阻電路?
電能全部轉化為內能如白熾電燈、電爐、電熱毯等
只有部分電能轉化為內能.電路中含用電動機、電解槽等.
將a類電路用能量守恒的關系寫出完整的方程 寫方程→化簡→得出歐姆定律…對b類和c類電路電路應用同樣的關系,還能得出歐姆定律嗎? 不能. 可以看出,并不是所有的用電元件都是適用歐姆定律的
UIt=I2Rt+E其他UIt=I2Rt=U2t/R
純電阻電路:
電能 → 內能+其它形式的能
說明:歐姆定律不適用于非純電阻電路!
指某段電路在某段時間內消耗的全部電能!
指轉化為內能的那部分電能!
電功率=熱功率:P =P熱 = UI = I2R = U2/R
1. 電功W 定義:在一段電路中電場力所做的功,也就是通常 說的電流所做的功,簡稱電功. 公式:W=UIt 單位:J
2. 電功率P 定義:單位時間內電流所做的功叫做電功率 公式:P==W/t=UI 單位:W
1kWh=3.6×106J
小結:電功和電功率、電熱和熱功率
3. 焦耳定律 內容:電流通過某導體,在時間t內產生的熱量, 跟電流的平方、導體的電阻和通電時間成正比. 公式:Q=I2Rt
公式:P熱=Q/t=I2R 單位:W kW
導體在單位時間內發(fā)出的熱量
Q=I2Rt=UIt=W
2、非純電阻電路:含有電動機、電解槽的電路,歐姆定律不再適用
電功 W=UIt≠I2Rt
電功率 P=UI≠I2R
電熱 Q=I2Rt≠UIt
1、加在某臺電動機上的電壓是U,電動機消耗的電功率為P,電動機線圈的電阻為r,則電動機線圈上消耗的熱功率為( ) A.P B.U 2/ r C.P 2r /U 2 D.P – P 2r / U 2
非純電阻電路中計算 電功率只能用P=UI, 熱功率只能用P熱=I2R
2、某一用直流電動機提升重物的裝置如圖所示.重物的質量m=50kg,電源電動勢ε=110V.不計內阻及各處的摩擦,當電動機以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時,電路中的電流強度I=5A,由此可知電動機線圈的電阻 R= .
例2、把標有“220V100W”的燈泡接到220V的電路中,通過燈絲的電流I和實際功率各有多大?若接到110V的電路中結果又怎樣?(假定燈絲的電阻不變.)
解:燈泡的電阻R=U2/P=2202/100Ω=484Ω (1)燈泡接220V時,通過燈絲的電流 I=U/R=220/484A=0.45A 實際功率P=UI=220×220/484W=100W (2)燈泡接110V時,通過燈絲的電流 I/=U//R=110/484A=0.23A 實際功率P/=U/I/=110×110/484W=25W
例3、把兩個相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路,調節(jié)變阻器,使電燈都正常發(fā)光.若兩電路消耗的總功率分別為P1、P2,兩個變阻器R1、R2消耗的電功率分別為P1'、P2',則可以判定 ( ) (A) P1=2P2 (B) P1=P2 (C) P1'=2P2' (D) P1'>2P2'
例4、一根電阻絲在通過2C的電量時,消耗電能是8J.若在相同時間內通過4C的電量,則該電阻絲兩端所加電壓U和該電阻絲在這段時間內消耗的電能E分別為 ( )A.U=4V B.U=8VC.E=16J D.E=32J
例5、有一個直流電動機,把它接入0.2V電壓的電路時,電動機不轉,測得流過電動機的電流是0.4A,若把它接入2V電壓的電路中,電動機正常工作,工作電流是1A.求:(1)電動機正常工作時的輸出功率.(2)如在正常工作時,轉子突然被卡住,此時電動機的發(fā)熱功率多大?(提示:電動機在電路中轉子不轉動時為純電阻用電器)
答案:1.5W,8W
例6、如圖所示的電路中,電源電動勢ε=6V,內阻r=1Ω,M為一直流玩具電動機,其電樞電阻R1=2Ω,限流電阻R2=3Ω,電壓表示數(shù)為3.6V,求玩具電動機得到的電功率和轉化為機械能的功率.
答案:2.16W,1.44W
例7、已知R1、R2都標有"4W 100Ω"字樣,而R3標有"1W 100Ω"字樣.按圖中所示的電路連接,則A、B間允許消耗的最大電功率為 W.
探究實驗: 給你玩具電風扇1臺、干電池2節(jié)、電壓表和電流表各 1 只、導線若干. 請你設法測出電風扇的直流電阻,以及電風扇工作時總功率(電功率)和輸出的機械功率.
電能 → 內能
電能 → 機械能+內能
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