焦耳定律——知识点
焦耳定律及其应用
第十一讲 焦耳定律及其应用知识点归纳:1、电流的热效应的影响因素:电流、电阻和通电对间2、电流热效应的应用:如电炉、电热毯、电熨斗、电烤箱等.3、焦耳定律:电流在导体上产生的热量与电流平方成正比,与电阻成正比,与通电时间成正比,即:Q=I 2Rt 。
4、电热的利用和防止:①电流的热效应应用,如电烤箱、电热毯、电炉子、电灯等;②电视机等电器长时间工作,会使后壳积聚较多的热量,从而影响寿命,需要散热公式运用:例1:某导体的电阻是2Ω,通过2A 的电流时,10s 产生多少热量?练习:(1)某导体的电阻是1Ω,通过200mA 的电流时,多少min 产生热量24J ?(2)某导体的电阻是1Ω,通过多少mA 的电流时,5min 能产生12J 的热量?典型例题1.某电炉上标有“220 V ,1 000 W ”的字样,把它接在220 V 的电路中,则该电炉正常工作1 h ,产生多少热量?电炉丝的电流是多少?电炉丝的电阻是多少?电功率 电功物理意义 表示电流做功的快慢 表示电流做功时消耗电能的多少定义 电流单位时间内所做的功电流所做的功符号 P W单位 瓦特(w )焦耳(J )、度(Kw ·h )(1度=1Kw ·h=3.6×610J )公式(1)P=W/t (P 、W 、t 三者知二求一) (2)P=UI (P 、U 、I 三者知二求一) (3)P=2I R (P 、I 、R 三者知二求一, 多用于串联电路,只用于纯电阻电路)(4)P=2U R(P 、U 、R 三者知二求一,多用于并联电路,只用于纯电阻电路)(1)W=Pt (W 、P 、t 三者知二求一) (2)W=UIt (W 、U 、I 、t 四者知三求一) (3)W=2I Rt (W 、I 、R 、t 四者知三求一,只用于纯电阻电路)(4)W=2U t R(W 、U 、R 、t 四者知三求一,只用于纯电阻电路)联系P=W/t2.小明同学的玩具电动车上,有一微型直流电动机,小明将它接在图示的电路中,闭合开关后,移动变阻器的滑动片P。
焦耳定律和电功公式的区别
焦耳定律和电功公式的区别大家好,今天咱们聊聊两个电学中的小知识点:焦耳定律和电功公式。
这两个概念虽然都和电有关,但它们的用途和意思其实是有差别的。
让我们一步一步地来解开这两个概念的神秘面纱吧!1. 焦耳定律1.1 什么是焦耳定律?焦耳定律,这玩意儿听起来有点高深,但其实它讲的就是电流通过导体时的发热现象。
换句话说,就是电流在通过导体时,会产生热量。
这个定律的提出者叫做詹姆斯·焦耳,他可真是个聪明的家伙,把这个现象给解释清楚了。
1.2 焦耳定律的公式焦耳定律的公式是:[ Q = I^2 R t ]。
这里,Q 代表产生的热量(以焦耳为单位),I 是电流的强度,R 是导体的电阻,t 是时间。
这个公式告诉我们,电流通过导体时间越长、导体的电阻越大、或者电流越强,产生的热量就越多。
就像是你在一个很长的电缆上开车,电缆发热的感觉越来越明显。
2. 电功公式2.1 电功公式的基本概念电功公式则是描述电流在电路中做功的情况。
简单来说,就是电流在电路中“干活”的表现。
它关注的是电流通过电器时的能量转化,换句话说,就是电流给电器“提供”的能量。
这个能量通常以焦耳为单位来表示。
2.2 电功公式的公式电功公式的表达式是:[ W = U I t ]。
在这个公式中,W 代表电功(也是以焦耳为单位),U 是电压,I 是电流,t 是时间。
这个公式的意思是,电压越高、当前的电流越大、时间越长,电器做的功就越多。
就像你在家里的电器使用时间久了,电表上的数字也会变得很大一样。
3. 焦耳定律与电功公式的区别3.1 应用范围不同焦耳定律主要关注的是电流通过导体时产生的热量,通常用于解释电热现象。
比如你看到电热水壶里面的水被加热,焦耳定律就是在背后“默默奉献”呢。
而电功公式则关注电流在电路中所做的功,它用来计算电器的能量消耗情况,比如电风扇的功率消耗。
3.2 公式不同焦耳定律的公式是 [ Q = I^2 R t ],侧重于电流和电阻产生的热量。
焦耳定律知识点汇编
焦耳定律知识点焦耳定律知识点:1.电功和电功率(1).电功:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
用W表示。
实质:是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为U AB,则电场力做功W=qU AB。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=IUt。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
表达式:W = Iut ①【说明】:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
单位:焦耳(J)。
1J=1V·A·s(2)电功率①定义:单位时间内电流所做的功②表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用)②上式表明:电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
③单位:为瓦特(W)。
1W=1J/s④额定功率和实际功率额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
=IU,U、I分别为用电器实际功率:用电器在实际电压下的功率。
实际功率P实两端实际电压和通过用电器的实际电流。
2.焦耳定律——电流热效应(1)焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式: Q=I2Rt ③【说明】:对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=I2Rt (2)热功率:单位时间内的发热量。
3.6.3焦耳定律---电热器(教师版)
焦耳定律电热器【知识点1】电流的热效应1. 电流的热效应(1)概念:电流通过各种导体时,会使导体的温度升高的现象。
(现实生活中一定存在)(2)实质:电能→内能。
2. 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,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
(2)公式: (3)影响因素a. 当电流、通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
b. 当电阻、通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
c. 当电流与电阻相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
(4)实验【运用控制变量法、转换法】【典例】例1 焦耳定律实验在研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中(如图所示),两个密闭的透明容器中装有等量的空气。
(1)图甲中,两根电阻丝串联的原因是保证 电流和通电时间相同 ,U 形管中液面高度的变化反映了 电阻丝产生的热量的多少;通电10s ,观察到图中两个U 形管中液面高度的变化不相同,这说明:电流产生的热量与 电阻大小有关。
t2R I Q(2)图乙中,通电20s,电阻丝a、b产生的热量之比Qa:Qb=4:1 。
(3)在图乙的实验中,若电阻丝c发生了断路,那么与断路前相比,电阻丝b的功率将变大(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)图甲的实验结论能够解释“电炉子工作时,电炉丝热得发红,而与其相连导线却几乎不发热”的现象。
例2 焦耳定律应用一根电热丝的电阻值为R,将它接在电压为U的电路中时,在时间t内产生的热量为Q.使用一段时间后,将电热丝剪掉一小段,剩下一段的电阻值为0.5R.现将剩下的这段电热丝接入电路,则()CA.若仍将它接在电压为U的电路中,在时间t内产生的热量为0.5QB.若仍将它接在电压为U的电路中,产生的热量为Q,所需时间为2tC.若将它接入电压为0.5U的电路中,在时间t内产生的热量为0.5QD.若将它接入另一电路,在时间t内产生的热量仍为Q,这个电路的电压为0.5U例3 证明证明:若将R1与R2并联后接在电压为U的电源上,在时间t内电流通过R1产生的热量为Q1,通过R2产生的热量为Q2,若将R1与R2串联,则t时间内两个电阻产生的总热量Q= 。
第4节 焦耳定律
练闯考
解:(1)由
P=UI
可得
I
低=PU低=192
W =0.75 V
A
(2)由
P=UI
和
I=U可知 R
R2=PU2高=(1220
V)2=7.2 W
Ω,R 串=PU2低=(192
V)2=16 W
Ω,
R1 与 R2 串联,则 R1 的电阻 R1=R 串-R2=16 Ω-7.2 Ω=8.8 Ω (3)座椅垫 5 min 消耗的电能 W=P 高 t=20 W×5×60 s=6 000 J,由题可知,不计热
损失,则 Q=W=6 000 J,由 Q=cmΔt 可得 c= Q =
6 000 J
=0.48
mΔt 0.5 kg×(35 ℃-10 ℃)
×103 J/(kg·℃)
A.电饭锅
B.电风扇
C.计算机
D.电视机
练闯考
2.有些家用电器在使用过程中,温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危
害的是( D )
A.电饭煲
B.电热水器
C.电熨斗
D.电视机
练闯考
3.(多选)小华利用图中的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”,下列说法正 确的是( AD)
A.甲图实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系 B.乙图实验装置是控制电压、通电时间一定时,探究电热与电流的关系 C.甲图中闭合开关后,a管中液面上升比b快 D.乙图中闭合开关后,c管中液面上升比d快
练闯考
12.(福建中考改编)如图所示是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压6 V,R1、R2 的阻值分别为3 Ω、6 Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位 的转换。当旋转开关与_d_、__e(选填“b、c”“c、d”或“d、e”)接触时处于保温状态,保 暖鞋在低温档工作时的电功率是__6__W,它的高温档工作1 min产生的热量是_1_0_8_0J。
九年级l上册物理焦耳定律知识点
九年级l上册物理焦耳定律知识点九年级上册物理:焦耳定律知识点物理学是一门关于物质和能量相互作用的科学,焦耳定律是物理学中非常重要的一个知识点。
它描述了电流通过导体时产生的热量与电流大小、电阻和时间的关系。
在这篇文章中,我们将探讨焦耳定律的基本原理、公式以及一些实际应用。
焦耳定律的基本原理是电能转化为热能。
当电流流过导体时,导体中的自由电子受到电场的推动,发生移动并与导体原子发生碰撞。
这些电子的碰撞会转移能量给导体原子,从而产生热量。
焦耳定律描述了这种能量转化的数学关系。
焦耳定律的公式为Q=I²Rt,其中Q表示热量(单位为焦耳),I表示电流强度(单位为安培),R表示电阻(单位为欧姆),t 表示时间(单位为秒)。
根据这个公式,可以看出热量与电流强度、电阻和时间成正比。
也就是说,当电流强度或电阻增加,产生的热量也会增加;当时间增加,热量的增加也会相应增加。
焦耳定律在日常生活中有许多实际应用。
首先,我们可以通过焦耳定律计算电器的功率损耗。
电器的功率通常以瓦特(W)为单位,通过将焦耳定律中的热量用功率和时间表示,可以得到P=I²R的公式,其中P表示功率。
这个公式告诉我们,电器的功率损耗与电流强度的平方和电阻成正比。
因此,当电流大或电阻高时,电器的功率损耗也会相应增加。
其次,焦耳定律可以用于计算导体的温度升高。
根据焦耳定律公式,我们可以通过测量热量和电流、电阻以及时间的变化来计算导体的温度升高。
这个应用非常重要,因为在电路设计和电子设备的运行中,需要确保导体不超过其允许的温度范围。
焦耳定律还可以用于计算电能转化效率。
电能转化效率表示电能转化为其他形式能量的比例。
根据焦耳定律,电能转化为热能的过程是不可逆的,因为存在导体与周围环境之间的热量交换。
我们可以利用焦耳定律计算出电能转化为热能的比例,从而评估系统的效率。
最后,了解焦耳定律还有助于我们理解电路中的电能损耗和电器安全。
电能损耗是电能转化为其他形式能量(如热能)的过程,而焦耳定律告诉我们,这种转化是不可避免的。
焦耳定律知识点及测定灯泡电功率
焦耳定律知识点及测定灯泡电功率焦耳定律是在大量实验的基础上总结得出的,它定量地描述了电能向内能转化的规律。
用公式Q=I 2Rt 表示,它适用于任何电路。
当电流所做的功全部用来产生热量时,焦耳定律可以根据电功的公式W=UIt 和欧姆定律I U R =导出:Q W UIt U Rt Pt ====2·。
这里的条件是电流所做的功全部用于产生热量,而电流做功全部转化成热的情况也只对纯电阻电路才成立。
所以上述导出公式只适用于纯电阻电路。
例如在电动机工作的电路中,加在电动机两端的电压是U ,通过的电流是I ,电动机的线圈也有一定的电阻R ,此时电流做的功W=UIt ,而电流做的功并没有全部转化为热,绝大部分转化为机械能了,通过线圈电阻R 的电流仍使线圈发热,产生的热量为Q=I 2Rt ,但此时Q W ≠,而是Q <W ,此时W =Q +机械能。
初中阶段所研究的电路仅限于纯电阻电路,如电灯、电炉、电烙铁等电路。
故W =Q成立。
所以我们用公式Q I Rt Q UIt Q U R t Q Pt ====22,,·,来计算的结果都一样,在不同情况下选用不同的公式进行计算问题会更简单。
知识点一:焦耳定律练习题一、填空题2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备,它是利用________来工作的。
而计算机内都装有小风扇,它工作时把热空气驱走,这是为了________。
4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图像可得,定值电阻R1的阻值是 Ω.实验时,电源电压保持5V 不变,当滑片P 位于a 端时,滑动变阻器消耗的电功率是___ W ,此时,电阻R1在10min 内产生的热量为 J5、一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220 V ,额定功率模糊不清,热效率为90%。
正常工作情况下烧开满壶水需要5 min ,水吸收的热量为118 800 J ,此时热水壶消耗的电能为________J ,其额定功率为________W ,电阻是________Ω。
高二物理焦耳定律知识点总结
高二物理焦耳定律知识点总结焦耳定律是高二物理选修3-1第2章第5节的知识,下面是店铺给大家带来的高二物理焦耳定律知识点总结,希望对你有帮助。
高二物理焦耳定律知识点一、电功和电功率(一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。
适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。
1、纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
2、非纯电阻电路: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。
在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h)。
1kW·h=3.6×106J(二)电功率是描述电流做功快慢的物理量。
额定功率:是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率,铭牌上所标称的功率。
实际功率:是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
二、焦耳定律和热功率(一)焦耳定律:电流流过导体时,导体上产生的热量Q=I 2Rt此式也适用于任何电路,包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程,是电流做功,把电能转化为内能的过程。
(二)热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率。
热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积。
(三)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。
(四)电功和电热的关系1、在纯电阻电路中,电流做功,电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热。
2、在非纯电阻电路中,电流做功,电能除了一部分转化为内能外,还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热,电功率大于电路的热功率。
初中物理焦耳定律知识点及练习
初中物理焦耳定律知识点及练习焦耳定律是电学中的一个重要定律,它指出电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。
其公式为Q=I²Rt,其中I,R,t为国际单位,Q的单位为焦耳。
我们可以从电功和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式。
电热器是利用电来加热的设备,主要由发热体组成。
发热体由电阻丝绕在绝缘材料上做成,具有高电阻率和熔点。
在电动机、电视机等电器中,电热会造成危害,需要考虑散热。
在推导焦耳定律的过程中,我们可以得知:只有当电能全部转化为内能时,电流产生的热量才等于电流所做的功。
例如,在给蓄电池充电时,电流通过蓄电池引起化学反应,电流做的功大部分转化成化学能,只有一部分电能转化为内能,因此蓄电池充电时,电流产生的热量并不等于电功。
焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律,实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。
焦耳定律的公式是U²t的形式,需要注意的是,欧姆定律只对纯电阻电路才成立。
因此,在焦耳定律的运用中,需要根据问题的条件具体分析和选择公式。
例如,在几个导体串联时,应选用公式Q=I²Rt,以确定导体产生的热量与电阻R成正比;而在几个导体并联时,应选用公式Q=U²t,以确定产生的热量与导体的电阻成反比。
由以上分析可知,应用焦耳定律解释电热现象时,需要明确或比较电能转化的热量Q与电阻R的关系。
此外,还需分清导体是串联还是并联,然后再根据电路的具体条件进行分析,才能得出正确的结论。
1.选D。
电热水壶利用电流热效应加热水。
2.选B。
根据焦耳定律,电热丝产生的热量与电阻成正比,与电流平方成正比。
因此,电阻值较大的电热丝在相同时间内产生的热量较多。
3.选B。
串联电热丝的总电阻值较大,因此通过的电流较小,产生的热量也较少,所需时间较长。
而并联电热丝的总电阻值较小,通过的电流较大,产生的热量也较多,所需时间较短。
因此,t串t并4:1.4.W1W24:3;Q1Q23:4.根据电路中串联电阻的公式,串联电阻的总电阻值为R=R1R27Ω。
焦耳定律(九年级物理)
C.4﹕9
D.4﹕27
基础巩固题
4. 电热水壶上标有“220V 1800W”,小明发现烧水过程中热水壶的 发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的 电阻比发热体的电阻____小__。在额定电压下,烧开一壶水用时 3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的 热量为_3_._6_×_10_5___J。
焦耳
电能和电热关系
当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时 转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电 能W,即:Q = W = UIt = I2Rt (如:电暖器、电饭锅、电炉子等)
此时:Q=W=Pt=UIt =
U2
R
t = I2Rt
适用于纯电阻电路(只发热)
【问题回顾】电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热
结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电 阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
1. 图是课本“探究电流通过导体产生的
热量与导体电阻间关系”的实验装置,两
个透明容器中封闭着等量的空气,电路正
确连接后,通电进行实验过程中,下列说
法正确的是 ( B )
两电阻丝串联电流相等
热A量.的左多边少容不器能电直阻接丝观中察的,可电通流过比U右型边管容液器面电高度阻差丝的中变的化电来流反大映 ×
知识点 1 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。 利用电流的热效应来加热的设备:_电__热__器___。
电热水器 电烤箱
这些用电器 电热工水作壶时有什么
共同特点?
电饭锅
电炉 电热取暖器
观察与猜想
点亮的灯泡过一会儿 会烫手,说明什么?
导线和电熨斗串联,为 什么电熨斗很热而导线 并不很热?说明什么? 猜想:与电流、电阻、时间有关。
焦耳定律讲义
知识点一:电流的热效应1.定义:电流通过导体时,电能要转化为热能,这个现象叫电流的热效应。
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究:影响电热大小的因素设计并进行实验:采用控制变量法,分别探究各因素的影响。
(1)探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示,在两个透明容器中封闭着等量的空气,容器分别连着U型管的一端;没有加热时,U型管中液面是相平的。
两密闭容器中各有一段电阻丝,且右边容器中的电阻比较大。
当通电时,电阻丝发热,加热容器中的空气,空气受热膨胀,U型管中液面高度会发生变化,U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两电阻丝的电流相等。
通电一定时间后,比较两个U型管中液面高度的变化,发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。
结论:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。
(2)探究电流产生的热量与电流的关系如图,两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω,在右侧的容器的外部,将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联,因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同的情况下,观察两个U型管中液面高度的变化,发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。
结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
(3)探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端,在通电过程中,只观察左侧U型管中液面高度的变化,发现随着通电时间的增加,U型管中液面高度的变化逐渐变大。
注意:第一次实验中,5Ω和10Ω的电阻串联,目的是控制电流和通电时间相同。
第二次实验中控制电阻和通电时间相同,两次实验均用到控制变量法。
本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来,运用了转换法。
实验中应使两容器密闭,不能漏气。
练习:1.在如图所示的家用电器中,没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,主要是( )A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B.导线的绝热皮隔热C.导线散热比电阻丝快 D.导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,甲比乙的横截面积大,如图所示,将它们串联在电路中,通电一段时间后,比较甲、乙两导体升高的温度,下列判断正确的是( )A.甲导体的温度升高得多 B.乙导体的温度升高得多C.甲、乙两导体升高的温度相同 D.条件不足,无法判断4.【中考·金华】夏天来临,为了避免蚊虫的侵扰,许多家庭都会使用电热灭蚊器,如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路,电热灭蚊器是根据________________原理制成的。
第十八章 第四节 焦耳定律
第四节 焦耳定律教学目标:(1)知道电流的热效应(2)知道焦耳定律(3)知道电热的利用和防止教学重点:通过探究,知道电流的热效应与那些因素有关教学难点:探究实验中“控制变量”的应用知识点一:电流的热效应(1)电流三大效应:热效应 磁效应 化学效应(2)热效应:电流通过导体时,电能要转化成热,这个现象叫做电流的热效应。
(3)利用电流热效应工作的用电器叫做电热器,如电炉、电热水器等(4)任何用电器,只要有电阻存在,电流通过时都会发热,如果电阻为零(如超导体)。
则没有电流的热效应产生。
例题讲解:例1、(2007•防城港)小强家新买了一个电热水壶,使用前小强细读电热水壶的铭牌(如下 图).他理解错误的是( )A.电热水壶正常工作时的电压为220VB.电热水壶工作时实际消耗的功率都是400WC.电热水壶每次烧水时最多只能盛水500mlD.电热水壶应接在电压为220V ,频率为50Hz 的交流电源上使用解析:由铭牌可知,电热水壶额定电压为220V ,额定功率为400W ,电热水壶最大容量500ml ,交流电频率为50Hz .A 、C 、D 正确,B 错误.答案:B .例2、下列事例中,不属于利用电热的是( )A 、用电饭锅煮饭B 、用电熨斗熨衣服C 、用电热孵卵器孵小鸡D 、电视机设置散热窗解析:通过电流做功使电器发热,我们可以利用电热但有时还要防止电热.A 、B 、C 三个都是利用电热为我们工作,D 是防止电视发热过多而损坏电器,故设置散热窗.故D 不是电热的利用,答案:D .跟踪练习:1、电热壶的工作原理是利用了电流的 效应.利用电热壶烧水时,将电能转化为 能,使水烧开.给手机电池充电,这是将 能转化为 能.2、关于电热的利用,下列说法中正确的是( )A 、电热对我们来说总是有利的B 、电热对我们来说总是不利的C 、电饭锅是利用电流热效应的原理制成的D 、电视机工作过程中没有产生电热答案:1、解析:电流的热效应是指导体通电时会发热的现象,它的一个应用是电热壶,它 将电能转化为内能,而蓄电池充电时,是把电能转化为化学能. 答案:热;电;内; 电;化学2、解析:电热是指电流通过导体时会产生热量的现象,对于我们的生活 也有利也有害.A 、说法错电热水壶铭牌 额定电压 220V 额定功率 400W 容量 500ml 频率 50Hz误,电热会造成导线温度上升,引发事故.B 、说法错误,利用电热可以取暖.C 、说法正确,电饭锅是利用电流热效应的原理制成的.D 、说法错误,电视机工作过程中会产生电热. 答案:C知识点二: 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关研究方法:①控制变量法:探究电热与电阻的关系,要保持电流和时间相等,改变导体的电阻,把阻值不同的电阻串联,比较产生热的多少。
焦耳定律
焦耳定律知识点:1.电功和电功率(1).电功:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
用W表示。
实质:是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为U AB,则电场力做功W=qU AB。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=IUt。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
表达式:W = Iut ①【说明】:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
单位:焦耳(J)。
1J=1V·A·s(2)电功率①定义:单位时间内电流所做的功②表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用)②上式表明:电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
③单位:为瓦特(W)。
1W=1J/s④额定功率和实际功率额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。
实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
2.焦耳定律——电流热效应(1)焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式: Q=I2Rt ③【说明】:对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=I2Rt(2)热功率:单位时间内的发热量。
7焦耳定律
焦耳定律,电阻定律知识点1焦耳定律1 电场力做的功称为电功;公式:W = qU = .电流做功的实质是将 转化成其他形式能的过程.电功率:P = W /t = .(该公式适合于一切电阻)2电流经过导体时要产生热量。
焦耳定律:Q = ;热功率P = Q /t = .(该公式适合于一切电阻)3 额定功率:用电器正常工作时的功率,此时用电器电压是额定电压。
实际功率:用电器实际工作时的功率。
实际功率≤额定功率。
4 纯电阻:电能完全转化为热能。
Q=W=I²Rt=U²/Rt=U It 。
P 电=P 热=UI=I²R=U²/R 非纯电阻:电能部分转化为热能。
W=UIt ≠I²Rt。
欧姆定律不成立。
P 电=UI ≠I²R≠ U²/R。
P 热=I²R≠UI ≠U²/R。
P 电= P 热+P 其他知识点2 电阻定律电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的 成正比,与它的 成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关;表达式:R = .ρ 称为 ,它反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性;电阻率与温度的关系:金属导体的电阻率随温度升高而 ;半导体的电阻率随温度升高而例1 灯L 1标有“6V 3W ”,灯L 2没有标记,但测得它的电阻是6 ,现将灯L 1和L 2串联在某电路中,灯L 1和L 2都能正常发光,则这个电路两端电压和L 2额定功率分别是( ) A . 12V 和1.5W B . 12V 和3W C. 9V 和1.5W D. 9V 和3W练习1一个电灯L 1接在电压恒定的电源上,消耗的功率为40瓦,另一电灯L 2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦,若将L 1和L 2串联后接在这一电源上,则两个灯消耗的总功率是( )A . 100瓦B . 50瓦 C. 24瓦 D. 20瓦练习2 如图所示,把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V ,乙电路所加的电压为14V 。
初中物理焦耳定律知识点及练习
焦耳定律练习知识点:1、焦耳定律(1)焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
(2)焦耳定律公式Rt I Q 2=,其中I ,R ,t 均用国际单位,则Q 的单位才是J 。
(3)焦耳定律公式可根据电功的公式和欧姆定律公式推导出来:电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,也就是电流所做的功全部用来产生热量,那么电流产生的热量Q 就等于电流所做的功W ,即UIt W Q ==再根据欧姆定律IR U =,就得到Rt I Q 2=。
(4)电热的利用:电热器是利用电来加热的设备。
电热器的主要组成部分是发热体。
发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。
(5)防止电热的危害:在电动机、电视机等电器中,电热会造成危害,要考虑散热。
2、要点点拨(1)电功与电流产生热量的关系:在推导焦耳定律的过程中,我们知道:电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,那么电流产生的热量就等于电流所做的功。
例如,在给蓄电池充电时,电流通过蓄电池引起化学反应,电流做的功大部分转化成化学能,又因为任何导体有电流通过时导体都要发热,所以也有一部分电能转化为内能,故蓄电池充电时,电流产生的热量并不等于电功。
总之,只有当电能全部转化为内能时,电流产生的热量才等于电流所做的功。
(2)怎样理解和运用焦耳定律?焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律,实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。
焦耳定律的公式是Rt I Q 2=。
如果利用欧姆定律U/R I =,可将Rt I Q 2=变换为UIt Q =或t R U Q ⋅=2的形式,要注意的是,欧姆定律只对纯电阻电路才成立,故UIt Q =和t RU Q ⋅=2只适用于像电炉、电烙铁、电灯等可以看作纯电阻性用电器的电路。
焦耳定律的运用中,当讨论导体产生的热量与电阻的关系时,对不同形式的三个公式,即Rt I Q 2=,t RU Q ⋅=2,UIt Q =,选用哪一个更简便,这要针对问题的条件做具体的分析与选择。
专题13 焦耳定律
专题13 焦耳定律一、焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式:Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。
此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。
所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。
二、焦耳定律考法中考试卷经常以选择题、填空题、计算题、探究题、简答题形式命题。
无论哪种题型,再解答时,都需要运用焦耳定律数学表达式进行解决。
三、焦耳定律考法例题及其解析【例题1】如图所示,电热水壶上标有“220V 1800W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻。
在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J。
【答案】小;3.6×104。
【解析】热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律Q=I2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量:Q=Pt=1800W×(3×60s+20s)=3.6×104J。
【例题2】如图所示的电路中,电源电压恒为12V,R2的最大阻值为40Ω,根据表中的操作及记录,求:(1)R1的阻值(2)在“S闭合,S1、S2断开”情况下,电阻R110min产生的热量(3)若S、S1、S2均闭合时灯L恰好正常发光,求小灯泡的额定功率【答案】(1)20Ω(2)1080J(3)6W【解析】(1)S闭合,S1、S2断开时,R1与R2串联,滑片P位于中点,R2接入电路的阻值为20Ω。
可求出总电阻R总=40Ω∴R1=R总—R2=40Ω—20Ω=20Ω(2)根据焦耳定律得到Q=I2R1t=(0.3A)2×20Ω×600s=1080J(3)当S、S1、S2均闭合时,灯L与R2并联,滑片P位于最右端,R2接入电路的阻值为40Ω。
第四节 焦耳定律知识点
第四节焦耳定律班姓名学号1、电流通过导体时电能转化为能,这种现象叫做电流的。
2、用电炉烧饭时,电炉丝和与它连接的导线是联关系,所以通过它们的电流是的,电炉丝热的发红,导线却几乎不热,我们猜想这可能与它们的有关。
3、探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关影响电流通过导体时产生热量的多少的因素可能有多个,若想对我们的猜想一一探究,就要用到法。
另外产生的热量的多少我们不能直接测量,这就需要我们把热量的多少转化成容易比较的明显的实验现象,这种方法叫作法。
课本P99图18.4-2所示的实验,把5Ω和10Ω的两段电阻丝联入电路,两段电阻丝中相同;两个电阻丝中电流同时通断,所以相同;但不同,所以本实验是在探究电流通过导体时产生的热量跟的关系。
实验装置中容器为容器,当电阻丝通电产生热量时,容器内的空气被加热,体积会,与之相连的U型管中就会出现液面,所以实验中是通过比较来比较产生的热量的多少的。
实验表明,在相同、相同的情况下,越大,这个电阻产生的热量越多。
4、课本100页图18.4-3所示,左右两个容器中电阻阻值,但右边的电阻又并联了另一个电阻,所以用来加热容器中空气的两个电阻中不同,这是在探究电流通过导体时产生的热量跟的关系。
实验表明,在相同、相同的情况下,越大,这个电阻产生的热量越多。
5、英国物理学家做了大量实验,精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻、通电时间的关系:电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的成正比,跟成正比。
这就是。
此关系可用公式表达为:。
式中:Q表示,单位是(),I表示,单位是(),R表示,单位是(),t表示,单位是()。
6、一个电动机标有“36V 36W”若它正常工作时的电阻为6Ω,则该电动机正常工作1min,(1) 消耗电能为多少?(2) 产生的热量是多少? (3) 产生的机械能是多少?(4)消耗的电能大部分转化为能,小部分转化为能,电动机的效率是多少?。
中考物理专题焦耳定律含解析
专题18 焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式:Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。
此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。
所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。
【例题1】(2019吉林)电炉丝通过导线接到电路里,通过电炉丝和导线的电流大小________,由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________。
【答案】相等;多【解析】电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线串联,那么通过电炉丝和导线的电流大小相等;由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,根据Q=I2Rt可知可知,电炉丝产生的热量比导线产生的热量多。
【例题2】(2019北京)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10Ω.当开关S 闭合后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A.求:(1)通电10s电阻丝R1产生的热量;(2)电源两端的电压。
【答案】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量为16J;(2)电源两端的电压为6V。
【解析】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J。
(2)由I=得,R1两端的电压:专题学啥专题考法U1=IR1=0.4A×10Ω=4V,根据串联电路电压规律可知,电源电压:U=U1+U2=4V+2V=6V。
一、选择题1.(2018成都)一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则()A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800JC.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J【答案】A.【解析】本题考查的知识点是焦耳定律;电功的计算.已知电压、电流与通电时间,由W=UIt可以求出电动机消耗的电能,由焦耳定律可以求出其产生的热量.电动机消耗的电能:W=UIt=380V×10A×1s=3800J;产生的热量Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J2.(2018河南)图甲是小灯泡的电压——电流图像。
北师大版九年级物理第十三章《焦耳定律》知识点及专题应用练习
北师大版九年级物理第十三章《焦耳定律》知识点及专题应用练习1.一个定律——焦耳定律①内容:电流通导体产生的热量跟电流的平方成正比跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
②表达式:。
2.三个基本公式及其推导公式①(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)②(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)③(所有电路),推导公式:(纯电阻电路)3.两个比例(纯电阻电路)(1)串联电路(成正比)(2)并联电路(成反比)4.计算公式总结有关电功率,电热的计算是本章的重点,也是难点;同时也是各地中考的要点和热点,正确解答电学计算题,首先要对电学基本计算公式和变形公式和串联并联电路的特点准确掌握,并加以灵活运用,现将公式总结如下:1.欧姆定律:2.电功率3.消耗的电能:4.焦耳定律:焦耳定律练习题1.通过电阻R的电流强度为I时,在时间t内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流强度为I/2时,则在时间t内产生的热量为( )A .4QB .2QC . Q/2D . Q/42.(多选)下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是( )A .Q =UItB .Q =I 2RtC .Q =RU 2t D .W =Pt 3.一台电动机的输出功率是10kW ,这表明该电动机工作时().A .每秒消耗10kw 电能B .每秒对外做10kw 功C .每秒消耗10kJ 电能D .每秒对外做10kJ 功4.(多选)电动机的电枢阻值为R ,电动机正常工作时,两端的电压为U ,通过的电流为I ,工作时间为t ,下列说法中正确的是( ).A .电动机消耗的电能为UItB .电动机消耗的电能为I 2RtC .电动机线圈产生的热量为I 2RtD .电动机线圈产生的热量为U 2t/R 5.一台电动机的电阻为4Ω,在220V 的额定电压下运行时,发热消耗的电功率为400W.若电动机工作5min ,则电流做功________J.6.一个用电器上标有“2k Ω,20W”,允许加在这个用电器两端的最大电压为________V ,这个用电器允许通过的最大电流为________A.当这个用电器两端加上20V 电压时,它实际消耗电流功率为________W.7.三个标有"100Ω,4W”、“12.5Ω,8W”、“90Ω,10W"字样的电阻,当它们串联时允许加的最大总电压是________V ,并联时允许通过的最大总电流是________A.8.一台电动机额定电压为220 V ,线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A ,电动机正常工作10 min ,求(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械能.9.把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使用,则在同样的时间内( )A.由Q =I 2Rt 可知,电炉的发热量减少B.由Q =UIt 可知,电炉的发热量不变C.由Q =t RU 2可知,电炉的发热量增加D.无法确定 10.(多选)如图2-22所示,电阻R 1=20Ω,电动机的绕组R 2=10Ω.当电键S 断开时,电流表的示数是0.5A ,当电键S 闭合后,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应是( ).A .I=1.5AB . I <1.5AC .P=15WD .P <15W 11.如图2-23所示电路中,各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V ,10W",B 灯"60V ,60W”,c 灯"40V ,40W",D 灯"30V ,30W".在a 、b 两端加上电压后,四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小,正确的是( ).A .PB >P D >P A >PC B .P B >P A >PD >P CC .P B >PD >P C >P A D .P A >P C >P D >P B12.两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ,额定功率分别为100W 和40W ,为了使它们接到220V 电源上能正常发光,同时电路消耗的电功率最小,如图2-24所示电路中最合理的是图().图2-22图2-2313.有一电热器上标有“220V ,40Ω”字样,用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg 、初温度为20 ℃的水煮沸,若电热器的效率为50%,需要多长时间?14.一个灯泡L ,标有"6V ,12W"字样,一台直流电动机D ,其线圈电阻为2Ω,把L 与D 并联,当电动机正常丁作时,灯泡也正常发光.把L 与D 串联,当电动机正常工作时,灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变).15.如图2-25所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r =0.6 Ω, R =10 Ω,U =160 V ,电压表的读数为110 V ,求:(1)通过电动机的电流是多少?(2)输入到电动机的电功率是多少?(3)在电动机中发热的功率是多少?(4)电动机工作1 h 所产生的热量是多少?16.如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50kg ,电源的电动势ε=110V .不计电源电阻及各处的摩擦,当电动机以v=0.9m /s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A ,试求电动机线圈的电阻.参考答案1.C 2.BD 3.D 4.AC 5.6.6×1056.200,0.01,0.27.40.5,9.98.5.28×105J 4800J 5.23×105J9.C 10.BD 11.B 12.C 13. 1110.7s 14.4.38W15.(1)设电动机两端的电压为U 1,电阻R 两端的电压为U 2,则U 1=110 V ,U 2=U -U 1=(160-110)V=50 V图2-24图2-25 图2-26通过电动机的电流为I ,则I =R U 2=1050 A=5 A (2)输入到电功机的电功率P 电, P 电=U 1I =110×5 W=550 W(3)在电动机中发热的功率P 热,P 热=I 2r =52×0.6 W=15 W(4)电动机工作1 h 所产生的热量Q ,Q =I 2rt =52×0.6×3600 J=54000 J16. 4Ω。
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焦耳定律
1.电功和电功率
(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现。
电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为U AB,则电场力做功W=qU AB。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=ItU。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
(3)表达式:W=IUt(适用于所有电路)
说明:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。
(4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(s),则电功的单位是焦耳(J)。
1KW.h=3.6x10^6 J
(5)电功率
物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。
此公式适用于所有点路。
②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。
1W=1J/s
这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。
所以在这里瞬时功率和平均功率相等。
额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般说来,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器功率不是额定功率,而是实际功率。
实际功率P=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。
这就是电流的热效应,那么如果想求出转化的内能得多少,学习焦耳定律就可以求出了。
英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。
2.焦耳定律
(1)纯电阻和非纯电阻电路
纯电阻电路:W=Q 如白炽灯、电炉
非纯电阻电路:W=Q+W其他如电动机、电解槽
(2)焦耳定律表达式:Q=I2Rt(适用于所有电路)
(3)简单介绍产生焦耳热的原因:
金属中自由电子在电场力作用下定向移动,由于电场做功,电子动能增加,但不断地与晶格(原子核点阵)碰撞,不断把能量传给晶格,使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧,从而温度升高。
3.热功率
(1)定义:点位时间内的发热量
(2)表达式:P=Q/t=I2R(电功Q= I2Rt对所有电路中电阻的生热都适用,所以热功率也适用于所有电路)
4.应用
(1)在纯电阻电路中的应用
注意:欧姆定律U=IR只适用于纯电阻电路
(2)在非纯电阻电路中的应用
W=Q+ W其他
P=P电+P其他
(3) 非纯电阻电路中的电功和电功率(以含电动机电路为例)
非纯电阻电路中,电能与其他形式能转化的关系非常关键。
以电动机为例,电动机电路如图所示,电动机两端电压为U,通过电动机电流为I,电动机线圈电阻为R,则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt,电动机线圈电阻生热Q=I2R0t,电动机还对外做功,把电能转
化为机械能,W'=W—Q=IUt-I2R0t,W'是电动机输出的机械能。
这是一个非纯电阻电路,可满足U=IR0,且W'>0,则有U>IR0。
考虑每秒钟内能量转化关系,即功率,只要令上述各式中t=1s即可,可得总功率P总=IU,电热功率P热=I2R0,输出功率P出,三者关系是P总=P热+P出,即P出=IU=I2R。
复习巩固
1.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压
U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电流I=5A,求电动机线圈电阻R(g=10m/s2)。
(4Ω)。