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免费下载教研课《2.5焦耳定律》ppt课件(人教版物理选修3-1)

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引言:在现代社会里,人们离不开电。各种各样的用电器减轻了人们的劳动强度、提高了人们的生活质量。我们在享受电给我们带来方便的同时,也应思考——电能是如何转化为其他形式能的呢?电能在转化过程中应遵从怎样的规律呢?……这些便是本次课我们必须要搞清楚的问题。
§5、焦耳定律
引言:闭合电路中,自由电荷在电场力的作用下定向移动形成了电流,该过程中电场力对电荷做的功就是电功。那么,电功如何计算?电流做功的快慢与哪些因素有关呢?这是我们必须先要搞清楚的问题。
引言:这些问题的解答,我们也是采用自主学习的方法。老师先给同学们2分钟的时间认真阅读教材P53“电功与电功率”,然后老师做全面的补充、点拨、小结。
教师点拨:
一、从功能关系上看,电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式能。
举例:电炉通电时,电能转化为内能(旧称“热能”)。电动机通电时,电能转化为机械能和内能。蓄电池充电时,电能转化为化学能。
二、从电流形成的角度看,电流做功的过程实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功的过程。
(1)电流所做的功简称为电功。
(2)自由电荷在静电力的作用下沿静电力的方向做定向移动,静电力对自由电荷做正功,电荷的电势能减小,电势能(或电能)转化为其他形式能。
(3)电功反映了电能转化为其他形式能的多少,电功是电能转化为其他形式能的量度.
电场力对自由电荷做的功
W=UIt
(1)在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功.
(2)单位时间内电流所做的功叫电功率。
P=W/t=UI
国际单位:单位:J
国际单位: W 常用单位:kw
1kWh=3.6×106J
常用单位:kWh(度)
教师强调:
(1)电功率P是描述电流做功快慢的物理量。
引言:电功率是衡量用电器工作性能的重要指标(如:灯的亮暗程度看电功率),故用电器出厂时,都要标出相应的电压值和电功率值(如:220V、100W)。
教师补充:
(3)不等式:
引言:电流通过电阻器会使电阻器发热,电能转化为内能;电流通过电动机会使电动机转动,电能转化为机械能……电功、电热及转化得到的其他形式能如何计算呢?它们之间有什么关系呢?
引言:老师先给同学们2分钟的时间认真阅读教材P53~P54“焦耳定律”,然后老师做全面的补充、点拨、小结。
教师补充:
(1)由于电流热效应(或电阻效应)的存在,电流通过任何电路元件时,都要发热,产生电热(或焦耳热Q)。
(2)电流做功时,消耗的电能究竟会转化成什么形式的能,要看电路元件是何种类型的元件。
(3)电流通过“纯电阻元件”时,电能全部转化为内能,产生电热;电流通过“非纯电阻元件”时,导体对电流的阻碍作用除“电阻”外,还有其他因素(如:感抗、容抗)。电阻的作用是使电能转化为内能,其他因素的作用是使电能转化为其他形式能。
(5)非纯电阻元件可分为“电阻部分”与“非电阻部分”。
举例:实际电动机可抽象成
(6)电流热效应的微观解释:电流通过纯电阻金属导体时,做定向移动的自由电子要频繁地跟金属阳离子碰撞。由于这种碰撞,电子在电场力的加速作用下获得的动能不断传递给金属阳离子,使金属阳离子的热振动加剧,于是通电导体的内能增加,温度升高。电能通过电流做功全部转化为内能,这便是电流的热效应。
五、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻、通电时间成正比。
(1)由于导体的电阻,使电流流过导体时消耗的电能.中转化为内能的那一部分能量叫电热.
(3)对非纯电阻元件而言,额定电压为总电压,额定功率为总功率。用电器的额定功率一般指总功率。
举例:实际电动机
(8)对纯电阻元件而言:
(9)对非纯电阻元件而言:
(10)对非纯电阻元件而言,电功(W)和电热(Q)是整体与部分的关系。
(12)进行电功、电热、电功率、热功率的计算时,一定要先判定电路元件的种类(纯电阻元件或非纯电阻元件),后选择适当公式进行计算。
(11)对非纯电阻元件而言:
小试牛刀
为什么呢?
从能量转化的角度思考:
卡住与正常运转有什么区别
纯电阻电路
非纯电阻电路:
电能W
电能W
Q=I2Rt
W=UIt
(I=U/R)
M
(I<U/R)
电功:W= UIt
电热:Q=I2Rt
电功率:P=UI
热功率:P热=I2R
运转
卡住
内能Q
焦耳定律
电热
内能Q+其它形式的能
W=UIt
Q=I2Rt
电功等于电热
电功大于电热
=
>
教师补充:
(1)对电动机而言:
A、启动瞬间或卡住不转为“纯电阻元件”。
B、正常运转为“非纯电阻元件”。
(2)对纯电阻元件而言,若不计温度对电阻的影响,则
(3)对某段电路而言,无论电路元件间是串联,还是并联,都有:这段电路的总电功率等于各部分的电功率之和。
特别强调 无论是串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率等于各用电器消耗的功率之和.
课 堂 小 结
非纯电阻电路
纯电阻电路
电功
W= UIt
电功率
P=UI
电热
Q=I2Rt
热功率:
P热=I2R
=
=
>
>
是否只有电阻
是否完全转化为内能
是否遵循欧姆定律
感谢各位同学的配合
再 见