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《焦耳定律》電功率PPT課件3

《焦耳定律》電功率PPT課件3 詳細介紹:

《焦耳定律》電功率PPT課件3《焦耳定律》電功率PPT課件3

《焦耳定律》電功率PPT課件3

一、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

想想議議

電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同,為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?

電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?

... ... ...

實驗1:研究電熱與電阻關(guān)系

在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。

實驗2:研究電熱與電流關(guān)系

在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一個電阻的電流越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。

焦耳(James Prescott Joule,1818—1889),英國物理學(xué)家。用近 40 年的時間做了 400 多次實驗,研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗,于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。

... ... ...

二、焦耳定律

1.內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。

2.公式:Q = I2Rt 

3.單位:焦耳(J)

三、電能和電熱關(guān)系

1.當電流通過導(dǎo)體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量,那么電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W,即

Q = W  = UIt = I2Rt

如:電暖器,電飯鍋,電爐子等。

2.當電扇工作時,消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能:

電能 ---- 內(nèi)能+機械能

W>Q熱

... ... ...

想想議議

額定電壓相同的燈泡,額定功率越大,電阻越小,正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?墒前凑战苟桑娮柙酱,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾,這是怎么回事?

答:前者說電阻越小,正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電壓相同;而后者說,電阻越大,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多,前提條件是電流相同,兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。

四、電熱的利用和防止

1.電熱的利用

電熱器的優(yōu)點:  清潔衛(wèi)生,沒有環(huán)境污染,熱效率高,還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。

2.電熱的危害

很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如:電視機的后蓋有很多孔,為了通風散熱;電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。

... ... ...

電動機

1.能量轉(zhuǎn)化:電能 = 機械能 + 內(nèi)能

2.總功(電能):W總=UIt

3.有用功(機械能):W有=Gh

4.額外功(內(nèi)能、熱量):Q=I²Rt

... ... ...

典型例題

1. 有一臺直流電動機在220V的電壓下工作時,電流為35A。用它勻速提升質(zhì)量為1400kg的貨物,在2s內(nèi)提升了1m。設(shè)電動機輸出的能量全部用來提升貨物。問:

1)2s內(nèi)電動機對貨物做了多少功?   2)這期間電動機的效率是多少?

3)電動機消耗的電能轉(zhuǎn)化成了哪些形式的能量?

2. 在學(xué)了電學(xué)知識后,小明與同學(xué)合作組裝了一個如圖所示的實驗裝置,他想通過該實驗測算小電動機提升重物的效率。當他閉合開關(guān)后,通過調(diào)整實驗裝置,使鉤碼在10s內(nèi)勻速上升了0.6m,并觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A。已知鉤碼的質(zhì)量為50g,求:

⑴電動機在鉤碼勻速上升的10s內(nèi)消耗的電能。

⑵在鉤碼勻速上升的過程中,電動機提升鉤碼的效率為多少?

3. 如圖所示的電動機是一種使用廣泛的動力機械,從能量轉(zhuǎn)化的角度看.它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能,還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉,F(xiàn)有一臺電動機,當電動機兩端加220V電壓時,通過電動機線圈的電流為50A。問:

(1)每分鐘該電動機消耗的電能是多少,

(2)已知電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt(其中I、R和t分別表示通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間),若該電動機線圈的電阻是0.4Ω,則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?

(3)這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少?

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