5 焦耳定律

1. 5焦耳定律

2. 焦耳(1818-1889) 焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特 1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳―楞次定律 1843年，焦耳设计了一个新实验完全否定了热质说

3. 1844年，焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的温度变化，他在这方面取得了许多成就。通过对气体分子运动速度与温度的关系的研究，焦耳计算出了气体分子的热运动速度值，从理论上奠定了波义耳―马略特和盖―吕萨克定律的基础，并解释了气体对器壁压力的实质。 无论是在实验方面，还是在理论上，焦耳都是从分子动力学的立场出发进行深入研究的先驱者之一。 1847年，焦耳做了迄今认为是设计思想最巧妙的实验：他在量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让下降重物带动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。根据重物下落的高度，可以算出转化的机械功；根据量热器内水的升高的温度，就可以计算水的内能的升高值。把两数进行比较就可以求出热功当量的准确值来。 1850年，焦耳凭借他在物理学上作出的重要贡献成为英国皇家学会会员。当时他三十二岁。

4. 1．导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？1．导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？ （做功，而且做正功） 2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子。 电能→机械能， 如电动机。 电能→内能， 如电热器。 电能→化学能， 如电解槽。

5. 1.什么是电功？计算电功大小的公式？单位是什么？1.什么是电功？计算电功大小的公式？单位是什么？ 如图所示：电场中AB两点间的电势差为U。现有带电量+q的电荷在电场力作用下自A搬动到B点。电场力做多少功？ W=Uq

6. 一、电功 1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功. 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化. 3、表达式 W＝UIt（定义式） 二、电功率 1、表示电流做功快慢的物理量 2、表达式 P＝UI（定义式）

7. 三、焦耳定律（实验定律） 1、内容： 2、定义式：Q＝I2Rt 3、 适用于一切电路 （纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。

8. 电功与电热 电功率和热功率 1、纯电阻电路： W＝UIt＝I2Rt= Q P＝UI＝I2R 2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用 电功率 P电＝UI 电功 W＝UIt P电≠P热 W≠Q 热功率 P热＝I2R 电热 Q＝I2Rt W电=W热+ W出 P电=P热+ P出

9. 例1、图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UI • 答案：C

10. 例2.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω,R=10Ω,U=160 V，电压表的读数为110V，求 （1）通过电动机的电流是多少？ （2）电动机的输出功率是多少？ （3）如果电动机匀速提升一重物，则重物的速度为多大？ 5A；550W；15W；5400J

11. 例3、有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：例3、有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求： （1）电动机正常工作时的输出功率。 （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？ • 答案：1.5W，8W

12. 例4、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光．若两电路消耗的总功率分别为P1、P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为P1'、P2'，则可以判定 ( ) A. P1＝2P2 B. P1＝P2 C. P1'＝2P2' D. P1'＞2P2' 答案：AD

13. 例5、已知R1、R2都标有"4W 100Ω"字样，而R3标有"1W 100Ω"字样．按图中所示的电路连接，则A、B间允许消耗的最大电功率为W． 答案：1.5W

14. 例6：下表列出不同品牌电冰箱和电风扇名牌上的主要项目例6：下表列出不同品牌电冰箱和电风扇名牌上的主要项目 (1)冰箱与电风扇均工作一天消耗的电能分别是多少？ (2)冰箱与电风扇工作的额定电流是多少？