纯电阻电路

张世来2011-11-15学习目标一、电功与电功率:W=UItP=UI二、焦耳定律的公式：Q=I2Rt思考：这些家用电器有什么共同点？回答：工作时都需要通电，将电能转化成其他形式的能。电流的热效应：导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。本课内容将告诉你如何计算电流做功产生地热量多少？——即焦耳定律热焦耳定律一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量：则电场力做功即：qUWItqUItW1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.W=UIt1度电=1kW·h＝3.6×106J2．电功率：单位时间内电流所做的功（１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．（２）电功率表示电流做功的快慢．（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），兆瓦（MW），千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．几种常见家用电器的额定功率用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）120～150300～800100～150800～120010～60二、焦耳定律1、电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为内能．在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能．电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？焦耳通过大量实验已经证实影响因素有：（1）导体中电流大小————I（2）导体电阻大小————R（3）导体通电时间————t2．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量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．焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．３．热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．4、电功与电热的比较纯电阻电路:电能→内能QI2RtWUIt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW-QQUItI2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!结论：（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=（U2/R）t（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。强调：1、公式W=UIt和P=UI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。2、W=I2Rt=U2t/R和P=I2R=U2/R只适用于纯电阻电路，它表示用电器消耗的电能全部转化成内能。小结：１．电功UItW３．电功率UItWP４．热功率RItQP2２．焦耳热RtIQ2作业书面完成P552——5题三、典型例题例1、把标有“220V100W”的灯泡接到220V的电路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多大？若接到110V的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）解：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100Ω=484Ω（1）灯泡接220V时，通过灯丝的电流I=U/R=220/484A=0.45A实际功率P=UI=220×220/484W=100W（2）灯泡接110V时，通过灯丝的电流I/=U//R=110/484A=0.23A实际功率P/=U/I/=110×110/484W=25W例2、（课本P54“例题1”）解：据能量守恒定律得:UIt=I2Rt+W机故W机=UIt-I2Rt=220×50×60J-502×0.4×60J=6×105J例3、对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．tWPＤ．解析：电功率计算的普通公式为UItWP用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）．RUI只有是在纯电阻用电器的前提下，才可由改写电功率的表达式．所以，正确选项为C、D．1、有一直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中，电机不转，测得流过电动机的电流为0.4A，若电动机接入2V电压电路中，电动机正常工作，电流是1A，求电动机正常工作时输出功率多大？如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？四、练习巩固电动机不转动时其电功全部转化为内能，可视为纯电阻电路。