电磁学恒定电流5电功率和焦耳定律中档
专升本物理力学与电磁学考点总结
专升本物理力学与电磁学考点总结一、力学考点（一）运动学1、位移、速度和加速度位移是描述物体位置变化的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段。
速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，等于位移与发生这段位移所用时间的比值。
加速度则是描述速度变化快慢的物理量，是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
在匀变速直线运动中，速度与时间的关系为 v ＝ v₀＋ at，位移与时间的关系为 x ＝ v₀t ＋1/2at²，速度与位移的关系为 v² v₀²＝ 2ax。
2、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
水平方向的速度vₓ ＝ v₀，位移 x ＝ v₀t；竖直方向的速度 vᵧ＝ gt，位移 y ＝ 1/2gt²。
3、圆周运动线速度 v ＝ s/t，角速度ω ＝θ/t，周期 T ＝2πr/v，向心加速度 a ＝v²/r ＝ω²r，向心力 F ＝ ma ＝ mv²/r ＝mω²r。
（二）牛顿运动定律1、牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变这种状态为止。
它揭示了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
2、牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，表达式为 F ＝ ma。
3、牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
（三）功和能1、功力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即 W ＝Flcosα。
2、功率功率是表示做功快慢的物理量，平均功率 P ＝ W/t，瞬时功率 P ＝Fv。
3、动能定理合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，即 W 合＝ΔEk。
4、机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
高二物理：恒定电流知识点归纳
高二物理：恒定电流知识点归纳一、电流1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压，导线中的自由电子就在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，移动的方向与导体中的电流方向相反．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电场线保持和导线平行。
2. 电流的宏观表达式：I=q/t，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
3. 电流的微观表达式：I=nqvS（n为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率）。
二、电动势1. 物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。
电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
2. 定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势，用E 表示。
定义式为：E = W/q。
【关键一点】①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3. 电源（池）的几个重要参数①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
②内阻（r）:电源内部的电阻。
③容量：电池放电时能输出的总电荷量．其单位是：A·h，mA·h。
【关键一点】对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。
三、部分电路欧姆定律1. 内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比．2. 公式：3. 适用条件：金属导电或电解液导电、不适用气体导电．4. 图像【关键一点】I-U 曲线和U-I 曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中两图都是过原点的直线，I-U图像的斜率表示电阻的倒数，U-I图像的斜率表示电阻。
还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线是一条曲线。
课件5：2.5焦耳定律
【方法总结】 在纯电阻电路中电功 W＝Q＝IUt＝I2Rt＝UR2t；另外应 熟练应用串、并联电路和欧姆定律解题，还要注意串、并 联电路的功率分配情况．
题型3 、非纯电阻电路中电功率和电热的计算 如图所示是一提升重物用的直流电动机的电路图．已知电 动机的内阻 R机＝0.5 Ω，电源电压U＝4 V，电压表的示 数U＝3 V，电流表的示数I＝0.1A，g取10 m/s2.求： (1)电动机的输入功率P入； (2)如果重物质量m＝0.1 kg， 在t＝3 s内匀速上升65 cm. 那么，这个直流电动机的 效率是多少？
题型2 、纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算 某投影机有10个相同的强光灯L1～L10(“24 V 200 W”)和 10个相同的指示灯X1～X10(“220 V 2 W”)，将其连接在 220 V交流电源上，电路如图，若工作一段时间后，L2灯 丝烧断，则( )
A．X1的功率减小，L1的 功率增大
解析：电路可分为纯电阻电路和非纯电阻电路，P＝ UI 对任何电路都适用，而 P＝I2R 和 P＝UR2只适用于纯电阻 电路，故 B 正确，A、C 错误；这三个公式的适用范围与 电路的串、并联方式无关，故 D 正确．
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正 比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)公式：Q＝I2Rt. (3)单位：焦耳，符号是J.
(4)焦耳定律的微观解释：在电场力的作用下，金属中做 定向移动的自由电子频繁地与金属正离子发生碰撞，不断 地把定向移动的动能传递给正离子，使离子热运动加剧， 从而把电能转化为内能，温度升高．
巩固训练 1．下列关于电功的说法中，错误的是( ) A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功 B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式能的过程 C．电流做功消耗的能量，由电源供给 D．电功就是电能
恒定电流焦耳定律
电流是表示电荷移动速率的物理量，它反映了单位时间内大量电荷移动的宏观 效果。
电流的数学表达
电流的定义式
$I = \frac{q}{t}$，其中q为通过导体横截面的电荷量，t为时 间间隔。
电流的微观表达式
$I = nqSv$，其中n为导体单位体积内的电荷数，S为导体横 截面积，v为电荷定向移动速率。
电流与电压的关系
欧姆定律
在纯电阻电路中，电压与电流成正比，即$U = IR$。
伏安特性曲线
描述电流I与电压U之间关系的曲线，对于线性元件，该曲线为直线。
CHAPTER 02
焦耳定律及其应用
焦耳定律的数学表达
01
焦耳定律的数学表达
焦耳定律可以用公式表示为 `Q = I^2Rt`，其中 I 是电流，R 是电阻，t
电子设备散热设计
电子设备在工作时会产生大量热量，为了确保设备的正常 运行和延长使用寿命，需要进行有效的散热设计。焦耳定 律为电子设备的散热设计提供了理论依据。
能量转换效率研究
焦耳定律有助于研究能量转换效率。在电力系统中，能量 转换效率是一个重要的研究课题，焦耳定律为提高能量转 换效率提供了理论支持。
焦耳定律与能量转换
根据焦耳定律，电能可以转换为热能。当电流通过导体时，电子的 动能增加，导致电子与原子核的碰撞加剧，从而产生热量。
焦耳定律与电阻
电阻在焦耳定律中扮演着重要角色。当电流通过导体时，电子与原子 核的碰撞产生热量，热量的大小与导体的电阻成正比。
焦耳定律的应用场景
电热设备
电热设备是焦耳定律的重要应用场景之一。例如，电炉、 电热水器、电烤箱等电热设备都是利用焦耳定过列写节点电 流方程和网孔电压方程求解的方法。
第2章 恒定电流 5焦耳定律
转化为机械能的功率 P 机＝P－P 热＝(36－1)W＝35W。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机相当于纯电阻，电能全部转化为内能， 此时通过排气扇的电流 I′＝UR＝24200A＝5.5A。
电动机消耗的功率等于发热功率 P′＝P 热＝I′U＝5.5×220W＝1210W。 由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈。
『判一判』 (1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。( × ) (2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过 程。(√ ) (3)电功率越大，表示电流做功越多。( × ) (4)焦耳定律的表达式为 Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。( √ ) (5)三个公式 P＝UI、P＝I2R、P＝UR2没有任何区别，它们表达相同的意义， 所示 P 即是电功率。(× )
• 答案：(1)35W 1W (2)1210W 1210W
〔对点训练 1〕 (2016·重庆一中高二检测)如图所示是某款理发用的电吹风 的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成，当闭合开关 S1、S2 后，电动机 正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断 开开关 S1，电吹风吹冷风。已知电吹风的额定电压为 220V，吹热风时的功率为 1000W，吹冷风时的功率为 120W，关于该电吹风，下列说法正确的是
课内探究
•探究一 电功和电热的比较
如图电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。请思考：
• (1)电风扇工作时，将电能 主要转化为什么能？
• (2)电熨斗工作时，将电能 主要转化为什么能？
• 提示：(1)机械能 (2)热能
导学号 74700369
• 1．两种电路的比较
高中物理电磁学公式大全
一、恒定电流1.电流强度：i＝q/t｛i:电流强度(a），q:在时间t内通过导体横载面的电量(c），t:时间(s）｝2.欧姆定律：i＝u/r ｛i:导体电流强度(a)，u:导体两端电压(v)，r:导体阻值(ω)｝3.电阻、电阻定律：r＝ρl/s｛ρ:电阻率(ω•m)，l:导体的长度(m)，s:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：i＝e/(r+r)或e＝ir+ir也可以是e＝u内+u外｛i:电路中的总电流(a)，e:电源电动势(v)，r:外电路电阻(ω)，r:电源内阻(ω)｝5.电功与电功率：w＝uit，p＝ui｛w:电功(j)，u:电压(v)，i:电流(a)，t:时间(s)，p:电功率(w)｝6.焦耳定律：q＝i2rt｛q:电热(j)，i:通过导体的电流(a)，r:导体的电阻值(ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路中:由于i＝u/r,w＝q，因此w＝q＝uit＝i2rt＝u2t/r8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：p总＝ie，p出＝iu，η＝p出/p总｛i:电路总电流(a)，e:电源电动势(v)，u:路端电压(v)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(p、u与r成正比) 并联电路(p、i与r成反比)电阻关系(串同并反) r串＝r1+r2+r3+ 1/r并＝1/r1+1/r2+1/r3+电流关系 i总＝i1＝i2＝i3 i并＝i1+i2+i3+电压关系 u总＝u1+u2+u3+ u总＝u1＝u2＝u3功率分配 p总＝p1+p2+p3+ p总＝p1+p2+p3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节ro使电表指针满偏，得ig＝e/(r+rg+ro) 接入被测电阻rx后通过电表的电流为ix＝e/(r+rg+ro+rx)＝e/(r中+rx) 由于ix与rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。
2.5 焦耳定律 ppt
3．电功率与热功率 （1）区别： 电功率是指某段电路的全部电功率，或这段 电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两 端电压和通过的电流强度的乘积； 热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功 率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这 段电路电阻的乘积． （2）联系： 对纯电阻电路，电功率等于热功率； 对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化 为除热能外其他形式的功率之和．
5、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110V， 60W”和“110V，100W”字样，另外有一只 滑动变阻器R，将它们连接后接入220V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？ L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2
小结：
１．电功 W UIt ２．焦耳热 Q I Rt
所以，正确选项为C、D．
1、一个电炉额定电压为220V，额定功率为 800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率 为多大？
2、下图所示的电路中，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 R3 R2 R1 B． 6： 3： 2 C． 1： 2： 3 D． 3： 2： 1 在串联电路中，功率
例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求： 1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻
解：1.由P=UI知，电炉正常工作时： I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
例2：对计算任何用电器的电功率都适用的 公式是（ ）
用电器 额定电压 （ V） 额定功率 （W） 29寸彩 电 220 ～150 电熨斗 220 300～ 800 电冰箱 220 100～ 150 微波炉 220 800～ 1200 台灯 220 40～60
高二物理焦耳定律2
2.电功率：单位时间内电流做的功.
P W UI t
单位：瓦（W） 千瓦kW 这是计算电功率普遍适用的公式．
• 纯电阻电路： 只含有电阻的电路,如电炉、白炽灯、 电烙铁、电熨斗、电饭锅等.
• 非纯电阻电路： 电路中含有电动机、电解槽等．
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 及通电时间成正比
W t
UI
I2R U 2 R
2、在非纯电阻电路中， 电路消耗的电能:大部分转化为其他形 式的能,另一小部分不可避免地转化为 电热.
M
W
U>IR
E其他 Q
W=UIt > I2Rt =Q
2、在非纯电阻电路中， 电路消耗的电能:大部分转化为其他形 式的能,另一小部分不可避免地转化为 电热.
来.柏少君嘴角抽抽,关键是为嘛搞成这样？“要不...我叫陆易来看看？亭飞呢？”她不是神医吗？陆羽疲惫地摇摇头,“她睡了.不麻烦易哥,我们没事,只是好久没睡过觉,这几天有事没事别找我...”送走少君,检查一遍猫狗是否健康.当她看见自助喂食机没粮食了赶紧重新装满,一脸歉 意地摸摸活蹦乱跳の几只,然后回房吹头发.精神不济,脑子不好使,吹着吹着她就这么趴在床边睡着了.她无暇多想,柏少君却一不小心想起以前听到の一个流言.两位姑娘平时同出同归,今天同是那么累,再想想往日她俩形影不离の粘乎劲,呃...他抱着两只小狗回到自家二楼客厅,外边天寒 地冻,室内温暖如春,众人正在喝酒聊天.“怎么,出去遛狗回来愁眉苦脸の,”德力见他神情纠结,立马幸灾乐灾地猜测,“收听丢了？”不理他の调侃,柏少君十分艰难地说出自己の疑问,“哎,你们说,陆陆和亭飞会不会是...les？”会吗会吗？会是女同吗？空气突然静止几秒,随即室内噗 声齐喷...这个冬天是真の冷.第二
电磁学主要公式定理定律
电磁学主要公式、定理、定律 一. 电场1.库仑定律：212q q F Kr =2.电场强度定义式：F E q=3.点电荷电场强度决定式：2Q E K r = 4.电势定义式：PE qϕ=5.两点间电势差：AB A B U ϕϕ=-6.场强与电势差的关系式：AB U Ed = （只适用于匀强电场）7.电场力移动电荷做功：AB W U q =⋅8平行板电容器电容定义式：QC U =(U 就是电势差AB U ) 9.平行板电容器电容决定式：4SC Kdεπ= （ 式中，ε为介质的介电常数，S 为两板正对面积，K 为静电力恒量，d 为板间距离）10.带电粒子在匀强电场中被加速：212mv qU =11.带电粒子在匀强电场中偏转：2202qL Uy mv d = （U 为两板间电压） 二.恒定电流1.电流强度定义式：qI t= 2.电流微观表达式：I nqSv = （其中n 为单位体积内的自由电荷数，q 为每个电荷的电量值，S 为导体的横截面积，v 为 自由电荷定向移动速率。
） 3.电动势定义式：WE q=（W 为非静电力移送电荷做的功，q 为被移送的电荷量） 4.导线电阻决定式：LR Sρ= ( 式中ρ为电阻率，由导线材料、温度决定，L 为导线长，S为导线横截面积。
)5.欧姆定律：UI R=(只适用于金属导电和电解液导电的纯电阻电路，对含电动机、电解槽 的非纯电阻电路，气体导电和半导体导电不适用） 6.串联电路： （1） 总电阻 12......R R R =++总 （2） 电流关系 123.....I I I I ===（3） 电压关系 123......U U U U =++总 7.并联电路：（1）总电阻1231111......R R R R =+++总 ①只有两个电阻并联时用 1212R R R R R =+总 更方便快捷；②若是n 个相同的电阻并联。
可用1=R R n总（2） 电流关系 123=......I I I I +++总 (3) 电压关系 123=......U U U U ===总8.电功的定义式：W qU UIt == （ 在纯电阻电路中 ，22U W UIt I Rt t R===） 9.电功率定义式：W P UI t== （ 在纯电阻电路中 , 22U P I R R ==）10.焦耳定律(电热计算式)：2Q I Rt = 11.电热与电功的关系 ：（1）在纯电电路中，W Q =（2）在非纯电阻电路中 W qU UIt == ＞Q 2I Rt = 12.电功率定义式：WP t=13.电功率通用式：W P t= 和 P UI = （对纯电阻电路，22W U P UI I R t R ====）14.闭合电路欧姆定律：EI R r=+ （变形：E U U =+外内 ；E IR Ir =+； E U Ir =+外） 三. 磁场1. 磁感应强度定义式：FB IL= （F 是通电直导线受到磁场的作用力---安培力， I 和 L 分别为通电电流值和导线长。
人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》第五节：焦耳定律(共13张)
2.电功率：单位时间内电流做的功 叫电功率
P＝W/t＝UI
单位：瓦（W） 千瓦kW
这是计算电功率（普遍适用任何电路 ）的公式．
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.
例1 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
纯电阻电路 （I=U/R） 电能W
W=UIt
内能Q
Q=I2Rt
电功等于电热
焦耳定律
电热
非纯电阻电路:
M
（I＜U/R） 电能W
内能Q+其它形式的能
W=UIt
Q=I2Rt
电功大于电热
电功：W= UIt 电功率：P=UI
电热：Q=I2Rt 热功率：P热=I2R
电功是否等于电热？
1．纯电阻用电器：电流通过用 电器以发热为目的如电炉、电熨 斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡 等电能全部转化为热能,电功等于
电热
W UIt U 2 t I 2 Rt Q R
2．非纯电阻用电器：电流通过用电器 是以转化为热能以外的形式的水平为 目的,发热不是目的,而是难以避免的 热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄 电池充电、日光灯等
1为∶__2_∶__6____。
人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》第五节：焦耳定律（共13张）
一、分析下列现象，其能量是如何转化的?
• a、电流流过电炉
Hale Waihona Puke •→电能转化为热能。• b、电流流过电解槽
→电能转化为化学能和热能
• c、电流流过电风扇
→电能转化为机械能和热能
电能转化为其它形式的能
第二章 第5节 焦耳定律
课堂互动探究
析要点、研典例、重应用
★要点一 纯电阻电路与非纯电阻电路 |要点归纳|
1．纯电阻电路和非纯电阻电路 (1)常用的电灯泡、电炉子等为纯电阻电路．电动机、电解 槽等为非纯电阻电路. (2)纯电阻电路服从欧姆定律，而非纯电阻电路不完全服从 欧姆定律． (3)纯电阻电路电流做功时，电能全部转化为电热，而非纯 电阻电路，电流做功将电能一部分转化为电热，一部分转化为 机械能或其他形式的能．
解析：选 C 家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电
功率只能用 P＝UI 来计算，C 正确．
4.用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通 红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么 热，这是什么原因？
提示：通电导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它们的电 流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多．由 焦耳定律 Q＝I2Rt 知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝 产生的热量要少得多．
(3)设物体 A 的重力为 G，t＝10 s 内物体上升的高度为 h，
根据能量守恒定律得 P 出 t＝Gh
h＝PG出t＝4×2010 m＝2 m.
(4) 这 台 电 动 机 的 机 械 效 率 为
η
＝
P出 P入
×100%
＝
4 5
×100%
＝
80%.
[答案] (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%
2．并联电路
各支路电压相同，根据P＝UR2，各支路电阻 功率关系上的电功率与电阻成反比
总P1＋功P率2＋P总…＝＋UIP＝n UI1＋I2＋…＋In＝
3．结论 无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各 电阻消耗的功率之和．
|例题展示| 【例 2】 额定电压都是 110 V，额定功率 PA＝100 W，PB ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是 220 V 的电路上，使两盏电 灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪 一个( )
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律(含解析)
第5节焦耳定律1.电功是指电流通过一段电路所做的功，实质是静电力在这段电路中所做的功，其表达式为W ＝UIt 。
2．电功率是指单位时间内电流所做的功，表达式为P ＝Wt。
3．焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。
4．非纯电阻电路中，由于产热不可避免，所以非纯电阻电路的效率不可能达到100%。
一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积。
(2)公式：W ＝IUt 。
(3)国际单位：焦，符号为J 。
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
即电功是电能转化为其他形式的能的量度。
2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)公式：P ＝W t＝IU 。
(3)单位：瓦，符号：W 。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
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，跟导体的电阻及通电时间成正比。
2．表达式：Q ＝I 2Rt 。
3．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)公式：P 热＝Q t＝I 2R ，单位：瓦特(W)。
(3)意义：表示电流发热快慢的物理量。
1．自主思考——判一判(1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。
(×) (2)电功率越大，电功越大。
(×) (3)1千瓦时＝3.6×106J 。
(√)(4)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q ＝I 2Rt 。
(√) (5)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
(×)(6)根据I ＝U R 可导出P ＝U 2R，该公式用于任何用电器。
(×)2．合作探究——议一议(1)用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？提示：不对。
电流做功一方面与实际功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有实际功率与时间乘积大时，电流做功才多。
课件3：2.5焦耳定律
功率 P 热′= U 2 = 2.02 W=8 W.
R 0.5
答案: (1)1.5 W (2)8 W
规律方法 非纯电阻电路的解答思路 (1)像有电动机这样的非纯电阻用电器的电路,要注意区分电 功率和热功率,电功率用P总=IU计算,热功率P热=I2R,机械功 率P机=P总-P热. (2)在非纯电阻电路中,一定要注重电路中电流的求解,特别是 在纯电阻上寻找满足欧姆定律的关系. (3)注意搞清楚电路中的能量转化关系,用能量守恒定律来分 析问题.
解析:电功W=IUt和电热Q=I2Rt适用于任何电路,在纯电阻电 路中,W=Q;在非纯电阻电路中W>Q,故选项B正确.
4.一台额定电压为U的电动机,它的电阻为R,正常工作时通过的 电流为I,则( B ) A.电动机t秒内产生的热量是Q=IUt B.电动机t秒内产生的热量是Q=I2Rt C.电动机的功率为P=I2R D.电动机的功率为P=U2/R
P总
【例2】 有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机 不转,测得流过电动机的电流是0.4 A;若把电动机接入2.0 V 电压 的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A.则 (1)电动机正常工作时的输出功率为多大? (2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功 率是多大?
电功率 P=IU≠I2R≠ U 2 ,只有在纯电阻电路中,才有 P=IU=I2R= U 2 和
R
R
W=IUt=I2Rt= U 2 t.
R
总之,用 IUt 来计算电功,在任何条件下都是可以的,用 I2Rt 来计算电热,
在任何条件下都是可以的;只有在纯电阻电路中才有 W=IUt=I2Rt= U 2 t.
高二物理恒定电流第五节焦耳定律
W=qU
由此电功
W=UIt
3. 电功 ●电流在一段电路中所做的功等于这段电路 两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三 者的乘积．
W=UIt
适用于一切电路
4.单位：国际单位制中是J 常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号是kW· h.
● 物理意义：1 kW· h表示功率为1 kW的用电 器正常工作1 h所消耗的电能.
W UIt W 电功率： p UI t
电功：
电热：
W Pt
Q I Rt
2
Q P热 t
Q 2 I R 热功率： p热 t
２、非纯电阻电路 ——欧姆定律不适用
电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应 的电路．电流做功消耗的电能只有部分电能转化为内能。 绝大部分转化为内能以外的其他形式的能量。
Q=Ｗ
U W UIt I Rt t R 2 U 2 Q I Rt UIt t R
2
2
P=P热
W Q U 2 p UI I R t t R 2 Q W U 2 p热 I R UI t t R
2
２、非纯电阻电路 ——欧姆定律不适用
电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应 的电路．电流做功消耗的电能只有部分电能转化为内能。 绝大部分转化为内能以外的其他形式的能量。
第二章
恒定电流
5.焦耳定律
一、电功（W）
1、定义：电功就是通常所说的电流做 功，简称电功. 2、电流做功的实质：导体中的恒定电 场对自由电荷的静电力推动电荷定向移动 所做的功，将电能转化为其他形式的能。
q
+
U
E
I
在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量 为多少？
高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版选修3_
(5)意义:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程。电功的大小量度 着电能的转化,它标志着有多少电能转化为其他形式的能。 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流所做的功叫作电功率。 (2)表达式:P= =W ___。UI
t
(3)单位:瓦特,符号__。W 常用的单位还有千瓦(kW),1 kW= __1__0_0_W0 。 (4)物理意义:反映电流做功的___快__慢。 (5)额定功率:用电器在___额__定___电_下压工作的电功率。
民用电器、日用电器。家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放
出来,为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境,提供了
丰富多彩的文化娱乐条件,已成为现代家庭生活的必需品。下列电器中主要是利
用电流的热效应工作的是
()
A.电饭煲
B.吸尘器
C.电视机
D.电冰箱
【解析】选A。电饭煲是利用电流的热效应,即利用电流通过导体产生热量来加 热食物的,故A项正确;吸尘器,电视机和电冰箱的工作原理不是电流的热效应,其 中都由电动机将电能转化为机械能,故B、C、D项错误。
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高中物理第二章恒定电流5焦耳定律课件新人教版选修3_
5 焦耳定律
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一、电功和电功率 1.电功 (1)定义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的 _电___流__I、通电时间t三者的___乘__积。 (2)公式:W=qU=_U__It_。 (3)单位:国际单位为___焦__耳,符号为__。J 常用单位为__千___瓦__时__(_k_W__·_h。) 亦称为“度”,1度=3.6×106 J。 (4)实质:电流通过一段电路所做的功,实质是____电__场_在力这段电路中对电荷做 的功。
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电磁学恒定电流5电功率和焦耳定律中档1．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么A、R接到b电源上，电源的效率较高B、R接到b电源上，电源的输出功率较大C、R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D、R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高2．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表的读数U先减小，后增大B．电流表的读数I先增大，后减小C．电压表读数U与电流表读数I的比值U/I不变D．电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值ΔU/ΔI不变3．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B 的长度为2L，直径为2d，那么通电后，A、B在相同的时间内产生的热量之比为A．Q A：Q B＝2：1B．Q A：Q B＝1：1C．Q A：Q B＝1：2D．Q A：Q B＝4：14．利用图1所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱．当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值，所得到的1U－R图象应该是图2中的哪一个()5．如图8所示，电阻R1＝20 Ω，电动机内阻的阻值R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表RRaPEAVr2R的示数是I0＝0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5 A B．I＜1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W6．在如图11所示的电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是()A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变7．某国产纯电动汽车功率为40kw，该车电池可用220V民用电充电，在某次动力测试实验中，测试员让车用电池在完全耗尽了电能后开始给电池充电，在充满电后能以最大速度90km/h持续行驶270km，则该次充电所需要消耗的电能可能为A．40KW·h B．80KW·hC．120KW·h D．140KW·h8．如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电，下列说法中正确的是()A．电能转化为化学能的功率为0.12 WB．充电器输出的电功率为0.14 WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD．充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内9．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲10．(2011年宁波效实中学检测)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则()自重40(kg)额定电压48 V载重75(kg)额定电流12 A最大行驶速度20(km/h)额定输出功率350 WA.B．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N11．下列四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系是()12．(2011年杭州模拟)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32 W B．44 WC．47 W D．48 W13．根据经典理论，金属导体中电流的微观表达式为I＝nvSe，其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数，v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率，S为导体的横截面积，e为自由电子的电荷量．如图11所示，两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc，圆横截面的半径之比为r ab∶r bc＝1∶4，串联后加上电压U，则 ( )A．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为v ab∶v bc＝1∶4B．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为v ab∶v bc＝4∶1C．两导线的电功率之比为P ab∶P bc＝4∶1D．两导线的电功率之比为P ab∶P bc＝16∶114．如右图所示，是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明：充电时电压恰为限制电压，历时4 h充满．(假设充电前电池内已无电)该过程电池发热，则充电过程中转化成的电热功率为( )A．0.087 5 W B．0.007 29 WC．0.735 W D．0.647 5 W15．在如图的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D间距不变，下列说法正确的是A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减少C.当滑动触头P向右移时，L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变16．如图所示电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P由a向b 滑动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况是（）（A）电流表示数一直减小，电压表示数一直增大（B）电流表示数一直增大，电压表示数一直减小（C）电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大（D）电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小17．锂电池因能量高环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。
现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是A．电能转化为化学能的功率为UI—I2rB．充电器输出的电功率为UI +I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为100%IrU⨯18．有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在tUπ100sin311=（V）的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，aAVbPE rR0使电阻丝所接电压变为图乙所示波形（仍为正弦波），从而进入保温状态。
不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是 （ ）A ．P 启动后，电阻丝的功率变为原来的一半B ．P 启动后，电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半C ．P 启动后，电压表的读数大约是原来的0．5倍D ．P 启动后，电压表的读数大约是原来的0．7倍19．如图甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔。
在彼此垂直的直径AB 和CD 两端引出四个电极A 、B 、C 、D 。
先后分别将A 、B 或C 、D 接在电压恒为U 的电路上，如图乙和图丙所示。
比较两种接法中电阻片的热功率大小，应有：A ．两种接法电阻片热功率一样大B ．接在AB 两端电阻片热功率大C ．接在CD 两端电阻片热功率大 D ．无法比较 20．．在如图所示的电路中，定值电阻的阻值为10Ω，电动机M 的线圈电阻值为2Ω，a 、b 两端加有44V 的恒定电压，理想电压表的示数为24V ，由此可知（ ） A ．通过电动机的电流为12A B ．电动机消耗的功率为48WC ．电动机线圈在1分钟内产生的热量为480JD ．电动机输出的功率为8W21．一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V 的电源上 (不考虑灯泡电阻的变化)，则有( ) A.灯泡的实际功率为50WB.灯泡的实际功率为25W C.通过灯泡的电流为额定电流的21D.通过灯泡的电流为额定电流的41 22．如右图所示为两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线。
若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是 （ ） A ．电阻R 1的阻值较大 B ．电阻R 2的阻值较大C ．电阻R 1的发热功率较大D ．电阻R 2的发热功率较大23．如右图所示，有一矩形线圈，面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，绕垂直磁感线的对称轴OO /以角速度ω匀速转动，从图示位置转900的过程中，下列说法正确的是通过电阻R 的电量)(22r R NBS Q +=π通过电阻R 的电量rR NBSQ +=外力做功平均功率)(22222r R S B N P +=ω从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律 为e ＝NBS ωsin ωt24．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压u=311sin314tV 的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。
用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50A ，则下列说法中正确的是（）A ．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC ．1min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍25．在如图所示的电路中，圈①、②处可以接小灯泡、电压表（为理想电表）。
电源电动势ε、内阻r 保持不变，定值电阻R 1=R 2=R 3=R 4=r ，小灯电阻R L =r ，下列说法中正确的是（ ）A ．要使电源总功率较大，则应该①接电压表，②接小灯泡B ．要使电源输出功率较大，则应该①接小灯泡，②接电压表C ．要使路端电压较大，则应该①接小灯泡，②接电压表D ．要使闭合电路中电源效率较高，则应该②接小灯泡，①接电压表26．如图所示的U —I 图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知 ( )A ．R 的阻值为1.5ΩB ．电源电动势为3V ，内阻为0.5Ω C.电源的输出功率为3.0w D.电源内部消耗功率为1.5w27．某同学将一直流电源的总功率P 1、输出功率P 2和电源内部的发热功率P 3随电流I 变化的图线画在同一坐标系中，如右图中的a 、b 、c 所示。
则下列说法中正确的是（ ）A ．图线b 表示输出功率随电流I 变化的关系，B ．图中a 线最高点对应的功率为最大输出功率，C ．在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点这三点的纵坐标一定满足关系P 1＝P 2＋P 3D ．b 、c 线的交点M 与a 、b 线的交点N 的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:4。