北师大版物理九年级全一册《焦耳定律》电功率PPT课件3
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《焦耳定律》电功率PPT课件3
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
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实验1：研究电热与电阻关系
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
实验2：研究电热与电流关系
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
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二、焦耳定律
1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
Q = W = UIt = I2Rt
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
电能 ---- 内能+机械能
W＞Q热
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想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
2．电热的危害
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
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电动机
1.能量转化：电能 = 机械能 + 内能
2.总功（电能）：W总=UIt
3.有用功（机械能）：W有=Gh
4.额外功（内能、热量）：Q=I²Rt
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典型例题
1. 有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A。用它匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：
1）2s内电动机对货物做了多少功？ 2）这期间电动机的效率是多少？
3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？
2. 在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率。当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在10s内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2Ａ。已知钩码的质量为50g，求：
⑴电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能。
⑵在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率为多少？
3. 如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，
（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?
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