1、2.5 焦耳定律 请阅读本节内容，用简练的语言说出本节课学习的主要内容。请试一试，你预习后能否独立完成下列填空。1、 电功电流做功，就是导体中的_对_的静电力在做功，驱动自由电荷做定向移动，其结果是电荷的_减少，而其他形式的能增加电流做的功简称电功计算公式：用 W 表示电功，计算公式为：_，表示电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压 U、电流 I、通电时间 t 三者的乘积国际单位制中的单位是：_，其他单位还有：千瓦时( kWh)，也叫度2电功率：单位时间内电流所做的功叫做_定义式为：PWt计算公式：_，表示电流在一段电路上做功的功率等于电流 I 与这段电路两端的电压 U 的乘积国际单位
2、制中的单位是：_，其他单位还有：千瓦( kW)3焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的_成正比，跟导体的_成正比，这一规律叫做焦耳定律公式表示为：_.4热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，定义式为：PQt计算公式为：_.5纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的_6非纯电阻电路：含有_或_的电路称为非纯电阻电路在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为_或_.请回答下列问题，将使你对本节课的认识更进一步。1电流做功的实质是什么？2设加在一段电路两端的电压为 U，流过电路的电流为 I，试推导电流做功的表达式3.有一段导体的电阻为 R，加在其两端的电压为
3、 U，通电时间为 t,产生电热多少？电功率是多少？热功率多大？能量如何转化？4、一台小型电动机，其线圈电阻 R，加电压 U 时电流为 I，在 t 时间内电流做功多少？电功率是多大？热功率是多少？能量如何转化？能计算它的输出机械功率是多少吗？请你试试。5、比较下表中常用电器的功率、电功，及电器工作时能量转化情况，哪几种属于纯电阻用电器？哪几种属于非纯电阻用电器？6、在理解电流做功本质的基础上，你对电流做功时热功率和电功率关系有何理解，二者大小总相等吗？思考并理解下列问题将使你对知识的掌握理解和运用更加熟练。1.电功和电功率（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学
4、能或内能等）的量度。（2） W= qU=UIt 是电功的普适式， P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。2.焦耳定律和热功率（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.（2） Q=I2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流 I 通过电阻 R 时在 t 时间内产生的热量（电热） ； P=I2R 是热功率的计算式，3.电功和电热（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即 W=UIt=I2Rt= tRU.同理 P=UI=I2R=U.（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能
5、以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能，即 W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能） ；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2R t（电枢的电阻生热）.这里 W=UIt 不再等于 Q=I2Rt，应该是 W=E 其他 Q.（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=U2；在非纯电阻电路中，电功大于电热， WQ，这时电功只能用 W=UIt计算，电热只能用 Q=I2Rt 计算，两式不能通用。4.额
6、定功率和实际功率额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标的功率是额定功率，反映用电器本身消耗电能快慢（或转化电能快慢）的上限，由电器厂家设计确定。用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用电器只有在额定电压下工作时的实际功率才等于额定功率。典型例题 课堂上认真听老师与同学的讲解，积极参与课堂活动，使你学以致用。1、有一把电烙铁，它的电阻是 1100，将它接入家庭电路中，电烙铁正常工作，它的额定功率是 ，如果给它通电 15min 获得的热量是 J。解析：电烙铁电阻 R=1100,家庭电路电压 U=220V，电烙铁正常工作时功率为额定功率电烙铁通电时间 t=15min=900s,获得热量 Q=Pt=4
7、4900J=39600J方法提炼：电流做功一般用 W=QU =UIt=Pt 计算，本题是纯电阻电路，U 为电阻两端电压，所以，Q=W=Pt2URp2、 一根电阻丝，在通过 2 C 的电荷量时电功为 8 J若在相同的时间内通过 4 C 的电荷量，求电阻丝上的电流做的功和所加的电压分别是多少？解析：设电阻丝电阻 R，通过电荷量 Q 的时间 t，电流做功 ，2,QtwIR， ，解得电流做功 ，据 W=QU,得2Qtw28/Jt24/wt3J14,UV方法提炼：纯电阻电路中 W=QU,WIRt3、一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为2014URPW0.3V，电流为 0
8、.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为 2 V 时，电流为 0.8 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻： 13.0IUr电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P 入 =I1U10.82W1.6 W电动机的机械功率P 机 =P 入 -I12r=1.6-0.821 W=0.96W方法提炼：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。电热Q=I2Rt。电动机消耗的电能也就是电流的功 W=Iut。由能量守恒得 W=Q+
9、E， E 为其他形式的能，这里是机械能；对电动机来说，输入的功率 P 入 =IU；发热的功率 P 热 =I2R；输出的功率，即机械功率 P 机 =P 入 -P 热 =UI-I2R。请做一做，下列问题将使你对知识的掌握理解和运用更加熟练。1、直流电动机线圈的电阻为R，当电动机正常工作时，通过的电流强度为I，电动机两端的电压是U，则电动机的热功率_，消耗功率是_，对外输出功率是_.2、不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是A.接在 110 V 的电路上时的功率为 20 WB.接在 110 V 的电路上时的功率为 10 WC.接在 440 V 的电路上时的功率为
10、160WD.接在 220 V 的电路上时的功率为 40 W3下列关于电功率的说法中，正确的是( )A用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B用电器的实际 功率取决于用电器的额定功率C白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D电功率越小，则电流做功越少4下列关于电功 W 和电热 Q 的说法正确的是( )A在任何电路中都有 WUIt、QI 2Rt，且 WQB在任何电路中都有 WUIt、Q I 2Rt，但 W 不一定等于 QCWUIt、QI 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立DWUIt 在任何电路中都成立，QI 2Rt 只在纯电阻电路中才成立5.一台国产 XQB3013 型全自动洗衣机说明书
11、中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：额定电压 220 额定频率 50 Hz额定洗衣、脱水功率 360 W额定洗衣、脱水容量 3 kg整机质量 33 kg外形尺寸 (长宽高) (5255020) 3(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流是多大?(2)如洗衣、脱水的累计时间为 40 min，则洗衣机耗电多少?请练一练，按时独立、认真地完成下列作业，将使你对知识的掌握更加牢固。1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。2.电流通过用电器时把 能全
12、部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路，纯电阻电路中电功_电热，非纯电阻电路中电功_电热 。3.关于电功，下列说法中正确的有( )A.电功的实质是电场力所做的功B.电功是电能转化为内能C.电场力做功使电能转化成其他形式能量的量度D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等4. 一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为 100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是 9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将( )A.大于 91W B.小于 91W C.等于 91W D.条件不足，无法确定5、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到
13、热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为 R1 ，它与电热丝电阻值 R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为 U， 电流为 I 消耗的功率为 P，则有 （ ）A UIPB )(212RI C UIP D )(212RI6、一个标有“220V，100W”的白炽灯泡，若忽略温度对电阻的影响，问：（1）这盏灯的电阻多大？（2）这盏灯正常发光 24h，用电多少度？（3）把这盏灯接到 110V 的电路里，它所消耗的电功率为多大？7、如图2.51示的电路中，电炉电阻R=10，电动机线圈电阻r=1，电路两端电压U=100V，电流表的示数为30A，问通过电动机的电流为多少？通电1分钟，电动机做的有用功是多少？8
14、、电动机的额定电压是110V，额定功率是2.2kW，线圈的电阻是0.5,求：（1）电动机正常工作时的电流多大？（2）1s时间内线圈上产生的热量是多少？（3）1s时间内转化的机械能有多少？（4）用此电动机提升质量为100kg的重物，匀速运动时的速度多大？请选一选，如果你有兴趣的话，最后课后选做下列习题，将使你非凡的能力更进一步。1、一根电阻丝，通过 2C 电荷量所消耗的电能是 8J。若在 相同的时间内通过 4C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能 分别是（ ）A4V,16J B8V,16J C4V,32J D8V,32J2、图 2.5-2 所示是电饭煲的电路图，S 1是一个限温开关，手动闭
15、合，当此开关的温度达到居里点（103）时会自动断开；S 2是一个自动温控开关，当温度低于 60时会自动闭合，温度高于 80时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，它在保温状态下是不亮的，黄灯是保温状态下的指示灯。限流电阻 R1=R2=500，加热电阻丝 R3=50，两灯的电阻不计。（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 （包括加热和保温的过程） 。 （2）简要回答，如果不闭合开关 S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ （3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。请写出你需要帮助解决的问题。MAUR电动机图 2.512.5 焦耳定律参考答案请做一做 ：1、 . 2、BD. 3、C.4、B.
16、5、 (1)1.64 A;(2)8.6410 5 J2,IRUI请练一练：1、电能 自由电荷 静电力 电势能 IUtW IP. 2、电 内 等于 大于. 3、AC . 4、B. 5、AD. 6、 （1）484（2）2.4 度 （3）25W.7、20A 96kJ. 8 （1）20A （2）200J （3）2000J （4）2m/s.请选一选：1、D.2、(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S 2自动闭合，同时把手动开关 S1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭堡处于加热状态，加热到 80时，S 2自动断开，S 1仍闭合待电饭煲中水烧干后，温度升高到 103时.开关 S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态由于电饭堡散热，待温度下降至 70时，S 2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到 80时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态.(2)不能，因为如果不闭合S1，则只能将食物加热至 80.(3)设电饭煲处于加热状态时，功率为 P1，
