2018-2019学年度教科版选修3-1 2.6焦耳定律 电路中的能量转化 教案(4)
2018-2019学年度教科版选修3-1 2.6焦耳定律 电路中的能量转化 教案(4)第2页

单位:J

电功率

定义:电流所做的功与做这些功的时间的比值

表达式:P=W/t=UI

(数值上等于单位时间内电流所做的功)

单位:瓦特,简称瓦,符号W ,1W=1J/s

二)焦耳定律 热功率

电场力对电荷做功的过程,是把电能转化为了其他形式的能的过程,自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,对正负电荷都是在做正功,电荷运动速度将变大,电场力做正功,电势能将减少,减少的电势能去了哪?转化为动能,运动速度增加了,那自由电荷的速度会不会无限制的增加?

不会,当速度不断增加时,由I=nqsv,电流将不断增加,但电路中的电流实际上是保持不变的。也就是说,同一导体中电荷运动的速度是保持不变的,那电场力对电荷所做的功究竟到什么地方去了?

如图的通电导体中,金属导体中不仅有自由电子,还有金属正离子,正离子仅在其平衡位置附近作微小振动,在电场力作用下,正离子就没有定向移动,只有自由电子逆着电场力的方向做定向的加速运动,在此过程中,自由电子将不断的与正离子发生碰撞,自由电子定向移动的动能不断的移给正离子,正离子在平衡位置来回摆动的速度不断加快,热运动加剧,金属内能不断的增加,在整个过程中,相当于电场力做功,把电势能转化为动能,自由电子和正离子碰撞,把动能转化为金属内能,所以,动能只相当于中间介质。

所以,在电 能只转化为内能的电路中,电场力所做的功就等于电流通过这段电路时产生的热量Q ,就有Q=W=UIt ,由欧姆定律U=IR得,电阻上产生的热量Q=I²Rt

焦耳定律(电流的热效应)

内容:电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比,跟电阻的阻值成正比,跟通电时间成正比

表达式:Q=I²Rt

单位:J

(我们又把其焦耳定律称为电流的热效应,产生的热量为焦耳热)

热功率

定义:电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用的时间的比值

表达式:P热=Q/t=I²R

单位:W

(数值上等于单位时间内电阻通电所产生的热量)

对于电工和电热而言