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电功和电功率

[05-18 15:14:32]   来源:http://www.89xue.com  高二物理教案   阅读:90
摘要:。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。(3)表达式: 说明:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。②适用条件: 、 不随时间变化——恒定电流。(4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(S),则电功的单位是焦耳(J)。(5)电功率①表达式: 物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流强度成正比。②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。1W=1J/s这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里 。
电功和电功率,标签:高二物理教案模板,http://www.89xue.com
。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

  (3)表达式:

  说明:

  ①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

  ②适用条件: 不随时间变化——恒定电流。

  (4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(S),则电功的单位是焦耳(J)。

  (5)电功率

  ①表达式:

  物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流强度成正比。

  ②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。

1W=1J/s

  这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里 是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。

  电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,描述它的定量规律是焦耳定律。

  学生一般认为, ,又由欧姆定律, ,所以得出 ,电流做这么多功,放出热量 。这里有一个错误,可让学生思考并找出来。

  错在 ,何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?

  英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。

  2、焦耳定律——电流热效应

  (1)内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。

  (2)表达式:

  对于导体而言,根据欧姆定律, ,所以 ,电流做功完全用来生热,电能转化为内能。

  (3)说明:焦耳定律表明,纯电阻电路中电流做功完全转化为内能,同时,有电阻的电路中电流做功会引起内能的增加,且电热

  (4)简单介绍产生焦耳热的原因:

  金属中自由电子在电场力作用下定向移动,由于电场做功,电子动能增加,但不断地与晶格(原子核点阵)碰撞,不断把能量传给晶格,使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧,从而温度升高。

  (5)纯电阻电路中的电功和电功率

  ①电功 ,对所有电路中电阻的生热都适用。

  结合纯电阻电路欧姆定律


  ②电功率 ,对所有电路中电阻的电热功率都适用。

  结合纯电阻电路欧姆定律

  3、非纯电阻电路中的电功和电功率(以含电动机电路为例)

  非纯电阻电路中,电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例,电动机电路如图所示,电动机两端电压为 ,通过电动机电流为 ,电动机线圈电阻为 ,则电流做功或电动机消耗的总电能为 ,电动机线圈电阻生热 ,电动机还对外做功,把电能转化为机械能, 是电动机输出的机械能。

  考虑每秒钟内能量转化关系,即功率,只要令上述各式中 =1s即可,可得总功率 ,电热功率 ,输出功率 ,三者关系是

  4、额定功率和实际功率

  为了使用电器安全、正常地工作,对用电器工作电压和功率都有规定数值。

  (1)额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。

  一般说来,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器功率不是额定功率,而是实际功率。

  (2)实际功率 分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

(三)复习巩固

  某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量 kg,电源提供恒定电压 ,不计各处摩擦,当电动机以 的恒定速度向上提升重物时,电路中电流强度 =5A,求电动机线圈电阻 )(4Ω)

探究活动

1、调查电路设计中采用了那些方法来减小导线上的电能损耗。
2、实验设计:验证



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