0《焦耳定律》PPT课件

2.5焦耳定律物理新人教版选修3-1一、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的电荷量．Itq则电场力做功即：qUW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．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=UIt1kW·h＝3.6×106Jq=ItW=qU2．电功率：单位时间内电流所做的功（1）电功率表示电流做功的快慢．（2）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）．(3)用电器的额定功率与实际功率。电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比二、焦耳定律热功率：单位时间内导体的发热功率电能转化为其他形式能量的过程电流做功的实质：纯电阻电路非纯电阻电路纯电阻电路: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!纯电阻电路:非纯电阻电路:欧姆定律适用：I=U/R电功=电热=I2RtW=Q=UIt=U2t/RUIt＞I2Rt欧姆定律不适用：I＜U/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2RＰ电＝Ｐ热＋Ｐ机Ｐ电＝ＵＩＰ热＝Ｉ２Ｒ例2、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率是多少？解:13.03.0IURWUIP6.1WRIP64.02热%60PPP热例3．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）A．PB．U2/rC．P2r/U2D．P-P2r/U2非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI，热功率只能用P热=I2R所以正确的是（C）例题4：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．CD小结与反思：１．电功UItW３．电功率UItWP４．热功率RItQP2２．焦耳热RtIQ2５．纯电阻电路与非纯电阻电路的区别６．欧姆定律的适用条件问题：“根据欧姆定律导体的电阻R与加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这种说法对吗？”UIR不正确URI与长度有关决定导体电阻大小的因素有哪些？与材料有关与横截面积有关问题的提出猜想：电阻R与导线长度L间的定量关系可能会是怎样的？电阻R与导线横截面积S间的定量关系可能会是怎样的？LRSR1实验探究：一、实验方法的讨论1.同种材料，S一定，探究电阻R与L的关系2.同种材料，L一定，探究电阻R与S的关系3.不同材料，S、L一定，探究R与材料的关系实验方法--------控制变量法V1V2炭钢丝S2L镍铬丝SL镍铬丝S2L镍铬丝2S2LSR1实验结论:综上所述，有：SLR这样的关系具有普遍意义么？同种材料，S一定，电阻R与L成正比R∝L同种材料，L一定，电阻与S成反比理论探究L1、R1L1、R1L1、R1L1、R11.导体的电阻R与长度L的关系1nRR1nLLLLRR11LR（提示从串并联知识去考虑）讨论：123nS0R0R=R0/nnS0SR100SSRRnRR00nSS2.导体的电阻R与横截面积S的关系同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。SLkR数学表达式：请求出你实验中的k值，并分析k有何意义？得出结论:比例系数k有何意义？思考：测电阻R方法:伏安法实验电路图:探究导体电阻与材料的关系电阻定律1.内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比，导体电阻与构成它的材料有关。2.表达式:SLR是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。2、物理意义：电阻率是反映材料导电性能的物理量。1、电阻率越大表明在相同长度、相同横截面积的情况下，导体的电阻越大。4、单位：3、公式：R=ρ—LSRSL欧·米（Ω·m)电阻率()ρ(Ω·m)0℃20℃100℃银1．48×10－81．6×10－82．07×10－8铜1．43×10－81．7×10－82．07×10－8铝2．67×10－82．9×10－83．80×10－8钨4．85×10－85．3×10－87．10×10－8铁0．89×10－71．0×10－71．44×10－7锰铜合金4．4×10－74．4×10－74．4×10－7镍铜合金5．0×10－75．0×10－75．0×10－7几种材料在不同温度下的电阻率2、电阻率与温度的关系金属：T半导体：T热敏电阻光敏电阻合金：有些几乎不随t变化标准电阻电阻温度计超导体:某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的导电性能具有可控性1、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大电阻率()R2R1电流方向材料相同厚度相同上表面是正方形两个导体R1=R2hhLLSLR1hh•有一段导线，电阻是4Ω，•把它对折起来作为一条导线用，电阻是多大？如果把它均匀拉伸，使它长度为原来的两倍，电阻又是多大？4SlR1414122RSlSlR电阻变为原来的4倍1644R课堂训练课堂训练2、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻(1)Ra、Rb是否相等？(2)如果不等，Ra、Rb谁大？Ra、Rb比值是多少？（1）不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”;RaRb（2）若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联,Ra=R0/2;(b)为两电阻串联,Rb=2R0,所以Ra:Rb=1:4End~祝同学们学习愉快！再见！