焦耳定律

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5 焦耳定律 1.理解电功的概念，知道电功是指电场力（或电流）对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算.

2.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算.

3.知道电功率和热功率的区别和联系. “当骑电动车上八达岭”时电瓶为什么会容易毁坏? 电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能.电能转化为其他形式的能的过程就是电流做功的过程.一、电功1.定义：电场力(或电流)所做的功.电功是电能转化为其他形式的能的量度. 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能. 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加.电场力做功：W=qU　　 一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，则在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量q=It电荷量：q=It　　电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、这段电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积.3.单位：焦(J)、千瓦时(kW·h).　1kW·h＝3.6×106 JW=UIt2.公式: 电功普适公式1.定义：单位时间内电流所做的功.

表示电流做功的快慢． 电流在一段电路上做功的功率P等于这段电路上的电流I与这段电路两端的电压U的乘积．3.单位：瓦(W)、千瓦(kW)．　1 kW＝103 W二、电功率P =W/t=IU2.公式: 电功率普适公式几种常见家用电器的额定功率 4.额定功率和实际功率

额定功率:用电器在额定电压下工作的功率.

实际功率:用电器在实际电压下工作的功率.5.输入功率和输出功率

输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积.

输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.电流的热效应　 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能全部转化为内能．三、电热1.定义:电流通过导体产生的热量.电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?2.公式:(1)推导：

电能全部转化为内能：

Q=W=IUt欧姆定律：U=IRQ=I2 R t(2)实验:焦耳定律探究热量与电流焦耳定律的学习Q=I2R t3.公式: 电热普适公式焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积．焦耳定律适用于:纯电阻电路,非纯电阻电路． 　纯电阻电路：只含有电热元件（如白炽灯、电炉、电烙铁及转子被卡住的电动机）的电路.　　非纯电阻电路：电路中含有正在转动的电动机或正在发生化学反应的电解槽的电路． 4.单位：焦(J)、千瓦时(kW·h).焦耳定律说明：

转子被卡住的电动机也是纯电阻器件，满足欧姆定律.1.定义:单位时间内的发热量.四、热功率P=Q /t=I2R2.公式:3.单位：瓦(W)、千瓦(kW)． 热功率普适公式热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的

乘积．纯电阻电路: 电能 → 内能 Q

I2Rt W

IUt=I=U/R非纯电阻电路:电能 → 内能+其他形式的能WW其QIUt I2RtI＜U/R＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! 欧姆定律不适用于非纯电阻电路！指转化为内能的那部分电能!纯电阻电路: 非纯电阻电路:电能 → 内能电能 → 内能+其他形式的能 Q

I2Rt W

IUt=I=U/R电功 = 电热:W=IUt = =I2RtU2t/R电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热 WW 其QIUt＞ I2RtI＜U/R电功：W= IUt电热：Q=I2Rt电功率：P = IU热功率：P热=I2R=QCD1.计算任何用电器的电功率都适用的公式是( ) 在串联电路中，功率跟电阻成正比.A2.如图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2Ω，

R2=3Ω，R3=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分

别为P1.P2.P3，则 P1∶P2∶P3 等于( )

A.2∶3∶6

B.6∶3∶2

C.1∶2∶3

D.3∶2∶13.如图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2Ω，

R2=3Ω，R3=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率

分别为P1.P2.P3，则 P1∶P2∶P3 等于( )

A.2∶3∶6

B.6∶3∶2

C.1∶2∶3

D.3∶2∶1 在并联电路中，功率跟电阻成反比.D4.如图，已知R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这

三只电阻的实际功率之比为_________.1∶2∶6B A B C D5.如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110 V，60 W”和

“110 V，100 W”字样，另外有一只滑动变阻器R，将它们

连接后接入220 V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并

使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路

（ ）6.加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率

为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热

功率为( )

A．P 　

B．U2/r

C．P2r/U2

D．P-P2r/U2C7.一个电动机，线圈电阻是0.4 ?，当它两端所加的电压为220 V时，通过的电流是5 A.这台电动机每分钟所做的机械功有多少?解法一:电动机消耗的电功率P电.电动机的发热功率P热.转化

为机械能的功率P机.三者之间遵从能量守恒定律:

P电＝P热+P机

由焦耳定律:电动机的热功率为:P热＝I2R

消耗的电功率为:P电＝IU

因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R

根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:

W＝P机t=(IU一I2R)t=(5×220-52×0.4)×60 J≈6.5×104 J解法二:根据能量守恒定律得:

IUt = I2Rt +W

故电动机每分钟所做的机械功为:

W=(IU-I2R)t=(5×220-52×0.4)×60 J

≈6.5×104 J1.电功W

定义：公式：W=IUt

单位：J、kW·h 1kW·h=3.6×106 J2.电功率P

定义：公式：P=W/t=IU

单位：W、kW 对纯电阻电路:

电功=电热

电功率=热功率

对非纯电阻电路:

电功>电热

电功率>热功率3.电热Q

定义：公式：Q=I2Rt 单位：J

焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、

导体的电阻R和通电时间t三者的乘积 ．4.热功率P热

定义：公式：P热=Q/t=I2R 单位：W、kW生活不相信眼泪，惟有不停地奋斗，才能不断地完美.

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