2.5焦耳定律(第1课时)
课件7：2.5焦耳定律
解析：表盘上的字样说明表盘转动 3000 转时，电路消耗 1 度电(1kW·h)，即在 2min＝120s 内，电路消耗3200000kW·h＝115 kW·h 的电能，所以 P＝Wt ＝115×3.6×106×1210W＝2000W，即空 调的耗电功率为 2000W。
答案：2000W
点评：要善于将所学的物理知识应用到日常生活实际，学
以致用。
易错点：将非纯电阻电路与纯电阻电路混淆导致错误
案例：电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电 阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工 作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间 t，电流通过R做功为W1，产生的热量为Q1，电流通过电动机 做功为W2，产生的热量为Q2，则有( )
正确答案：A
课堂小结
重点难点 一、串、并联电路中电功率的分析与计算 1．串联电路
各部分电路电流I相同，根据P＝I2R， 各电阻上的电功率与电阻成正比 功率关系总功率P＝UI＝ U1＋U2＋…＋Un I ＝P1＋P2＋…＋Pn
2．并联电路
各支路电压相同，根据P＝UR2，各支路 功率关系电阻上的电功率与电阻成反比
总功率P总＝UI＝U I1＋I2＋…＋In ＝P1＋P2＋…＋Pn
4．物理意义 反映电能转化为其他形式能的多少。
5．对电功的理解 ①从力的角度，电流做功的实质是___电__场__力___对电荷做功。 ②从能的角度，电流做功是__电__能___转化为其他形式能的过程， 电功的大小量度着电能的转化，它标志着电能转化为其他形 式的能。
2.5 焦耳定律
几种常见家用电器的额定功率
用电路
额定电压 （V）
29吋 彩电
220
电熨 斗
220
电冰 箱
220
微波炉
台灯
220
220
额定功率 （W）
120～ 150
300～ 800
100～ 150
800～ 1200
40～ 60
实际功率与额定功率的关系
U实 U 额 U实 U 额 U实 U 额
P实 P额 P实 P额 P实 P额
旋转开关在不同温度档时的连接情况．求电熨斗处于
“高温档”时，工作1分钟所产生的热量。
答案：5.28×10４J
例2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示。重
物的质量m＝50kg，电源电压U＝110V，不计内阻及各
处的摩擦，当电动机以v＝0.90m／s的恒定速度向上提 升重物时，电路中的电流强度I＝5A，由此可知电动机 线圈的电阻 R＝ 4Ω 。
热
t
4. 纯电阻电路和非纯电阻电路 （1）纯电阻电路 A、遵循欧姆定律 B、电流通过电路时，电流做的功全部转化 为电热，电功率和热功率相等。 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． R 2 U t 2 W qU Q UIt I Rt R
方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温，掷到B
点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产
生的热量是低温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它
的电路图。
例6、额定电压都是110V，额定功率A为100W、B为 40W的电灯两盏，若接在电压是220V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是下图中 的哪一个？
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
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。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常 所说的电流所做的功，简称为电功．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
2.5 焦耳定律(1)
遵循欧姆定律I ＝U/R
不服从欧姆定律，由UIt＝I 2Rt ＋W，知U＞IR 或I＜
U R
-21-
电流做功全部转化为内能： 电流做功转化为内能和其他
W＝Q＝UIt＝I2Rt＝
能量转
化形式
U2t R
形式的能量：电功W＝UIt；
电热Q＝I2Rt.W＝Q＋W其他
元件举 电阻、电炉丝、白炽灯 例 电动机、电解槽
-14-
想想他们有什么共同点？
-15-
-16-
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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。
-17-
实验2：研究电热与电流关系
R=5Ω R=5Ω I1 R=5Ω I = 2I1
I A
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。
P额＝UI＝2×0.8 W＝1.6 W
(2)电动机发热功率
P热＝I2R＝(0.8)2×1 W＝0.64 W
(3)根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率
P出＝P额－P热＝0.96 W.
答案：(1)1.6 W (2)0.64 W (3)0.96 W
-26-
小结：
１．电功 ２．焦耳热
３．电功率 ４．热功率
答案：A
-13-
【自主学习】 阅读教材，完成下面问题。
导体的内能 1．电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为________.
2．电热Q＝____________ ，热功率P＝________. I 2Rt I 2R
3．若电路中有电动机或电解槽，电能除转化为内能外，还
课件2：2.5焦耳定律
学习目标
明目标 知重点
1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关
计算．[重点]
2．弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联பைடு நூலகம்．[重点]
3．知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别．[重点、
难点]
新知提炼 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)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．
[思路点拨]
哪些电路能使A、 B灯正常发光
⇒
哪个电路变阻器 消耗能量少
⇒
哪个电路消 耗能量最少
[解析] 由 P＝UR2和已知条件可知，RA<RB.对于 A 电路，由于 RA<RB，所以 UB>110 V，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．对 于 B 电路，由于 RA<RB，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小 于 RB，所以 UB>U 并，B 灯烧毁．对于 C 电路，由于 B 灯与 变阻器的并联电阻可能等于 RA，所以可能 UA＝UB＝110 V， 两灯可以正常发光．对于 D 电路，若变阻器的有效电阻等于 A、B 并联电阻，则 UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光．比 较 C、D 两个电路，由于 C 电路中变阻器功率为(IA－IB)×110 V，而 D 电路中变阻器功率为(IA＋IB)×110 V，所以 C 电路消 耗的电功率最小．
探究2、非纯电阻电路的分析和计算
2.5焦耳定律 (1)
第五节
恒定电流
焦耳定律
一、电功和电功率 1. 电功：电流做功的实质是导体中的 恒定电场对自由电荷的静电力做功
静电力对电荷做功，电荷的电势能减 少，电势能转化为其他形式的能
q=It W=UIt W=qU
一、电功和电功率
W=UIt
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
这是计算电功普遍适用的公式
R 在非纯电阻电路中，电路消耗的电能 W UIt t I Rt Q
W＝UIt
一部分转化为其他形式的能
(例如电流通过电动机，电能转化为 机械能) 另一部分不可避免地转化为电热
Q=I2Rt
(电枢的电阻生热)
W＝UIt不再等于Q=I2Rt， 应该是W=W其它+I2Rt 且U>IR。
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
家庭电路中使用功率过大
（电能转化为内能的部分）
三、热功和热功率
1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分） 2 Q=I Rt 2.热功率:单位时间内的发热量通 常称为热功率
2 P=Q/t=I R
电功是否等于电热？
在纯电阻电路中（电路中只有电阻元件）
电能全部转化为热能，电功等于 2 电热 即 U 2
电能全部转化为热能,电功等于 电热 2 U 2 W UIt t I 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能力为 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
电能一部分转化为热能,一部分转 化为其它能
W Q W其它
最新2019-第1课时 焦耳定律 上课课件-PPT课件
Q = I2Rt
Q=W
W=UIt U=IR
Q=I2Rt
单位
焦耳（J）
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热 效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.
知识拓展：两类用电器
（1）纯电阻用电器：电流通过导体时将电能全 部转化为热能的用电器，如电饭煲、电炉等单纯用 来加热的用电器.
1．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。
2．当电扇工作时，消耗的电能主 要转化为电机的机械能：
电能
内能+机械能
W ≥ Q热
【例1】冬天，王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高 温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和 图乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
1.从课后习题中选取； 2.完成练习册本课时的习题。
1.这是一节实验应用课，其中的理论需要实验验证，得出的理论又要 在生活中加以印证，所以该课的内容多，需要教师及时转换的角色也多.
P
U（2出你认为其中较好的电路，并说明理由.
较好的电路是乙，因为在甲电路中，R1置于电热毯外部， 低温挡时R1要发热，浪费电能.
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常 工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电 阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这 是怎么回事?
解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60S=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
2.5、焦耳定律公开课
2.5、焦耳定律一、教学目标（一）知识与技能1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
（二）过程与方法通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
（三）情感态度与价值观通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。
三、重点与难点：重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
四、教学过程：（一）复习上课时内容要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。
提出问题，引入新课1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。
电能→内能，如电热器。
电能→化学能，如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
（二）新课讲解-----第五节、焦耳定律1．电功和电功率（1）．电功定义：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。
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。
【注意】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，这是电路中能量转化与守恒的关键。
在第一章里我们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=IUt。
§2.5 焦耳定律
课堂练习
6、两个灯泡A“220V，100W”和B“220V， 40W”串联后接在电路中，通电后，那 个灯泡更亮？电灯中的最大电流是多 少？此时两灯所加上的电压是多大？ 两灯的实际功率是多少？
课堂练习
7、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧 干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温 状态。如图所示是电饭锅电路的示意图，S是用 感温材料制造的开关，R1是电阻，R2是供加热用 的电阻丝。则：(1)试判断开关S接通时和断开时， 电饭锅分别处于哪种工作状态，说明你的理由。 (2)如果要使R2在保温状态时的功率是加热状态 时的一半，R1/R2应是多大? （1）电键S闭合时，电饭锅处于加 热状态；电键S断开时，电饭锅处 于保温状态 （2）0.414
常见电路的认识
1、纯电阻电路有电炉，电熨 斗，电饭锅，电烙铁，白炽 灯,被卡住不转的电动机等； 2、非纯电阻电路有电动机， 电解槽，蓄电池充电，日光 灯等。
思考与讨论
1、有些用电器质量检查合格，但出口 后却被退货，你知道原因吗？
不同国家的额定电压不同
2、傍晚时，你家的灯光有些昏暗，而 深夜时，你家的灯光又特别刺眼，你能 解释吗？
1、额定电压：用电器正常工作时的电压（铭牌上 标出的电压） 2、实际电压：用电器实际工作时的电压 3、额定功率：用电器正常工作时的功率（铭牌上 标出的功率） 4、实际功率：用电器实际工作时的功率 5、额定功率和实际功率：U实≤U额，P实≤ P额
认识铭牌
电流的热效应
1、电流通过导体时的发热现象 2、微观分析：电流通过导体时，做 定向移动的自由电荷要频繁与金属晶 格中的正离子发生碰撞，结果自由电 子加速所得的一部分动能传给离子， 使离子的热振动加剧，从而使通电导 体的内能增加，温度升高。 3、实质：电流做功使一部分电能转 化为内能。
§2.5焦耳定律
§2.5焦耳定律学习目标：1．理解电流热效应的本质，理解电功的内涵，能够从静电学的角度推导电功的表达式2．掌握焦耳定律，并能进行有关计算3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热4.能够从能量守恒的角度计算复杂用电器的能量转化问题学习重点：电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式学习难点：电功和电热之间的联系和区别活动过程：活动一、自主学习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部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。
3. 是电功的普适式，是电功率的普适式，适用于任何电路。
4. 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）；是热功率的计算式。
5.电流做功的实质：活动二、理解电功和电功率如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。
在这个过程中，电场力做了多少功？1.电功：（1）定义：（2）表达式：（3）单位：、（4）实质：例1、一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。
若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（）A．U＝4V B．U=8V C．E＝16J D．E=32J（5）意义：电功是电能转化为其他形式的能的量度。
在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。
例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。
电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。
2.5焦耳定律
二、电热和热 功率
1.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=I2Rt
2.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率
Q 2 I R P t
纯电阻电路:
R
I=U/R
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能!
电功
W IUt
例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ) AD 2 U 2 Ｂ．P Ａ． P I R R
Ｃ． P UI
Q Ｄ． P t
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两 端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少? 解: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 J
思考；某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时 的电动机消耗的功率为多少？
（4）单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kW· h＝3.6×106J
说明：W=UIt适用于所有电路中电功的计算
2.电功率
2.电功率 （1）定义：单位时间内电流所做的功
（2）公式：P=IU
（3）单位：[SI]瓦特 W KW
（4）物理意义：表示电流做功的快慢 说明：P=UI适用于所有电路中电功率的计算
电功
→
电热
Q
=
M
I2Rt
非纯电阻电路:
I＜U/R
说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻 电路！
→ 电热+其它形式的能
W
Q
W其
指转化为 内能的那 部分电能!
§2.5 焦耳定律
R
R2
甲
乙
训练题5
（2007年海南卷5）
5.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为 36W与36V。若把此灯泡接到输出电压为18V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率 （ B ） A. 等于36W C. 等于9W B. 小于36W，大于9 W D. 小于36W
解：设灯泡接U=36V电压和U′=18V电压时的电 阻分别为R、R′,电压减小，灯丝温度降低 ,电 阻减小， R >R′。
W E1 E2
3、决定因素：电功与通过用电器的电量（通过用电器 的电流和通电时间）和用电器两端的电压成正比。
W qU UIt
任意电路
4、矢量标量：标量 5、单位换算： J
U I U2 R W I 2 Rt t R
纯电阻电路
1kWh=3.6×106J (1度电)
6、测量方法：电能表、伏安法等。
六、实验：探究电功率与热功率的区别和联系
4.数据处理：
物理 电 压 运 量 U 行情 （V） 况 电 流 电 阻 电功率 热功率 UI I R I2 R （A） （ Ω） （W） （W） 机械功率 UI-I2R （W）
转动
3
0.5
0.08
0.1
5
5
0.24
0.05
0.032
0.05
0.208 0
卡 住
R2 R3 500 50 500 R并 R2 R3 500 50 11
U2 P1 R并
小结：电功和电功率、电热和热功率
1. 电功W 定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常 说的电流所做的功,简称电功. 公式：W=UIt kWh 1kWh=3.6×106J 单位：J 2. 电功率P 定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率 公式：P==W/t=UI 单位：W kW
课时作业22：2.5 焦耳定律
5 焦耳定律考点一 电功、电功率 电热、热功率1．(2020·高新一中期末)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，电炉的发热量减小B ．由Q ＝UIt 可知，电炉的发热量不变C ．由Q ＝U 2R t 可知，电炉的发热量增大D ．无法确定 答案 C解析 将家用电炉的电热丝剪去一小段后，其电阻R 变小，由于加在电炉两端的电压U 不变，因此由公式Q ＝U 2Rt 可知，在相同时间t 内，电炉的发热量Q 增大，选项C 正确．2．如图1所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )图1A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝I 2R ＋U 2R答案 C解析 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． 3.一个手机电池的背面有如图2所示的一些符号，另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时，待机100小时”．则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )图2A ．1.8 W 、5.4×10－2 W B ．0.6 W 、1.8×10－2 W C ．3.6 W 、0.108 W D ．6.48×103 W 、1.94×102 W答案 B解析 电池电动势E ＝3.6 V ，电荷量Q ＝500 mA·h ，能做的功W ＝EQ ＝6 480 J ，所以通话功率为P 1＝W t 1＝ 6 4803×3 600 W ＝0.6 W ，待机功率为P 2＝W t 2＝ 6 480100×3 600 W ＝1.8×10－2 W.考点二 纯电阻电路功率分配与分析4．(多选)有两个灯泡L 1、L 2，额定电压均为6 V ，额定功率分别为6 W 、3 W ，将它们接在电路中，下列说法正确的是( )A ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB ．若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD ．若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W 答案 BC解析 当两灯泡串联时，电流相等，L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝1 A ，电阻R 1＝U 12P 1＝6 Ω，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝0.5 A ，电阻R 2＝U 22P 2＝12 Ω.要使两灯泡不被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A ，最大功率为P max ＝I 22R 1＋I 22R 2＝4.5 W ，故A 错误，B 正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V 时，两灯皆可正常发光，此时电路最大功率为9 W ，故C 正确，D 错误．5．把6个相同的电灯接在如图3甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )图3A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2答案 A解析 设每个灯泡正常发光时其电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R 1＝P R 2，即(3I )2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，所以选项A 正确．6.四盏灯泡接成如图4所示的电路，a 、c 灯泡的规格为“220 V 40 W ”，b 、d 灯泡的规格为“220 V 100 W ”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是( )图4A ．P a ＝P c <P b ＝P dB ．P a ＝P c >P b >P dC ．P a <P c <P b <P dD ．P a <P c <P b ＝P d答案 A解析 由题意可知R a ＝R c >R b ＝R d ，故R ab ＝R cd ，由串联电路的特点可知U ab ＝U cd ，又因为U a ＝U b ，U c ＝U d ，根据P ＝UR ，得P a <P b ，P c <P d ，P a ＝P c ，P b ＝P d ，所以P a ＝P c <P b ＝P d ，选项A 正确．考点三 非纯电阻电路功率分配与分析7．加在某电动机上的电压是U (V)，电动机消耗的电功率为P (W)，电动机线圈的电阻为r (Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为( ) A ．P B.U 2r C.P 2r U 2 D ．P －P 2r U 2答案 C 8.电阻R 和电动机串联接到电路中，如图5所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R 和电动机两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )图5A ．U 1＜U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1＞Q 2D ．W 1＜W 2，Q 1＜Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2＞IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此，W 1＜W 2，C 错；由Q ＝I 2Rt 可判断产生的热量Q 1＝Q 2，A 对，D 错．9.如图6所示，电阻R 1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R 2＝5 Ω.当开关S 断开时，理想电流表的示数是0.5 A ，当开关S 闭合后，理想电流表示数是1.3 A ．已知电路两端的电压不变，则当开关S 闭合后，以下说法不正确的是( )图6A ．电路两端电压为10 VB ．电动机消耗的电功率为8 WC ．电动机输出的机械功率为3.2 WD ．电动机的效率为60% 答案 C解析 当开关S 断开时，只有电阻R 1接在电路中，电流表的示数是0.5 A ，电路两端的电压U ＝IR 1＝0.5×20 V ＝10 V ，A 正确；当开关S 闭合后，电动机与电阻R 1并联接在电路中，电流表示数是1.3 A ，所以通过电动机的电流为I M ＝1.3 A －0.5 A ＝0.8 A ，因此电动机消耗的电功率P ＝UI M ＝10×0.8 W ＝8 W ，B 正确；电动机输出的机械功率P 机＝P －P 热＝P －I M 2R 2＝8 W －(0.8)2×5 W ＝4.8 W ，C 错误；电动机的效率η＝P 机P×100%＝60%，D 正确．10.A 、B 为“220 V 100 W ”的两盏相同的灯泡，C 、D 为“220 V 40 W ”的两盏相同的灯泡．现将四盏灯泡接成如图7所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .则实际功率的大小关系为( )图7A ．P A ＝PB ，PC ＝PD B ．P A ＝P D ＞P B ＝P C C ．P D ＞P A ＞P B ＞P C D ．P B ＞P C ＞P D ＞P A 答案 C解析 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C .11.(2020·北京市海淀区高二期末)如图8所示，一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流为5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流为0.50 A ，则下列说法正确的是( )图8A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内，电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍 答案 C解析 电饭煲为纯电阻元件，其电阻R ＝UI ＝44 Ω，电功率P ＝UI ＝1 100 W ，每分钟消耗的电能E ＝Pt ＝6.6×104 J ；洗衣机不是纯电阻元件，洗衣机电动机线圈电阻无法确定，则无法确定其发热功率，洗衣机电功率P ′＝UI ′＝110 W ，每分钟消耗的电能E ′＝P ′t ＝6.6×103 J ，故选项C 正确，A 、B 、D 错误．12.如图9所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，理想电压表示数U V ＝110 V ．求：图9(1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的总功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压 U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010A ＝5 A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V 输入电动机的总功率P 总＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的热功率P 热＝I M 2r ＝20 W电动机输出的机械功率P 出＝P 总－P 热＝530 W.13．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当把它接在220 V 的电压下时可以正常运转．(1)求电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？答案 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏解析 (1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220 A ≈0.27 A ，由能量守恒定律W ＝Q ＋E ，得Pt ＝I 2Rt ＋E ，所以E ＝Pt －I 2Rt ≈59.85 J.(2)电风扇不转动时，相当于纯电阻，由欧姆定律得U ＝I ′R ，所以I ′＝U R ＝2202 A ＝110 A ，实际消耗的电功率P ′＝U 2R ＝22022 W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．14.图10为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，重物A 所受的重力为20 N ，不计摩擦力．图10(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？ (3)电动机在10 s 内可以把重物A 匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？答案 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%解析 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W. 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W. (3)电动机输出的功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s 内有P 出t ＝Gh .解得h ＝P 出t G ＝4×1020 m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出P 入×100%＝80%.。
2.5焦耳定律 (1)
电功 >电热：W=Q+E其他 即UIt>I2Rt 电功率>热功率：P =P热 +P有效 即UI >I2R
例1、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端 所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少?
D
A.电动机的输入功率为120W B.电动机的发热功率为60W C.电路消耗的总功率为60W D.电动机的输出功率为58.7W
4．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加 上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动 机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A， 这时候电动机正常工作(转动)，求电动机正常 工作时，产生的机械功率和发热功率．
三、电热 1、定义:电流通过导体产生的热量.
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．
电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?
三、电热
1、定义:电流通过导体产生的热量.
2、公式: Q=I2R t
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 ．
解: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:
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h)
2.5焦耳定律1
生活中的用电器
W
IUt
说明： 欧姆定 律不适 用于非 纯电阻 电路！
＞ I2Rt 电功：W= IUt > 电热：Q=I2Rt 电功率：P = IU > 热功率：P热=I2R
1、关于电功和焦耳热，下列说法错误的是 （ B ） A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2Rt B.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W= I2Rt C.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q= I2Rt D.在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q=UIt
自学指导（3分钟）
1、如何理解电流的热效应?电流通过导体时产生 的热量与哪些因素有关? 2、分析比较纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功 和热量的关系。 3、探究电功率与热功率的含义及其计算公式分别 是什么,它们是否相等?
4、列举日常生活中利用电流的热效应的用电器, 指出电流热效应不利的方面。
自学检测 1. 用电器两端电压220V，这意味着( D ) A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J B.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量 C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力 做功220J 6.一个直流电动机所加电压为U，电流为 I，线圈 内阻为 R，当工作时，下述说法中错误的是（AD ） A．电动机的输出功率为U2／R B．电动机的发热功率为I2R C．电动机的输出功率为IU-I2R D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R
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第二章
恒定电流
2、非纯电阻电路：以转化成其他形式能为目的，要尽量
避免发热（电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯）
电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分 转化为热能。
W=UIt
①电功大于电热： W>Q ②欧姆定姆不适用: U>IR ③重要关系：W=W其他+Q P电=P其他+P热
电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电解槽
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恒定电流
四、串、并联电路中的功率关系
连接方式 电路图 主要关系式 电功率与电阻 的比例关系 串联 并联
I1=I2
根据P=I2R得， P1∶P2=R1∶R2
U1=U2
根据 得， P1∶P2=R2∶R1
U2 P R
总功率与用电器 无论用电器是串联还是并联，总功率均为 P=P1+P2+P3+„„ 消耗功率关系
3、公式：
4、单位： 瓦（W）
适用于 一切电路的电功率
千瓦kW
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第二章
恒定电流
二、电热和热功率
1、电热: 电流通过导体产生的热量 2、焦耳定律：
3、热功率: 单位时间内电流通过导体产生的热量
公式：
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P UI
电热
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恒定电流
课堂练习2： 为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半， 应该采用的措施是（ D ） A.使电流减半 B.电压减半 C.使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。
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恒定电流
谢谢大家
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恒定电流
2.5焦耳定律
苍山四中高二物理组
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恒定电流
Rx
一、滑动变阻器的接法
Rx
P
P A R A R B E B s
E
s
限流式 二、电流表的接法
V A R A
电动机、电解槽
分压式
V
R
外接法
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内接法
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恒定电流
• 为什么电视机、电扇通电时间长了会发热？
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恒定电流
一、电功与电功率
1. 电流做功的实质： 导体中的恒定电场对自由电荷 的电场力做功 2、物理意义： 反映有多少电能转化为其他形式的能 也可以说“消耗了多少电能” a、电炉： 电能→热能 电能→化学能和热能 b、电解槽： c、电风扇： 电能→机械能和热能
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第二章
恒定电流
纯电阻电路
元件特点
以发热为目的的电路
非纯电阻电路
以转化成其他形式能为目的， 要尽量避免发热电路
否
是否遵循 欧姆定律
能量 转化 形式 元件举例
是
U IR
U IR
电能完全转化成内 电能转化成内能和 其他形式的能量 能 W Q W Q W其他 2 U 2 UIt I Rt t 2 UIt I Rt W其他 R
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恒定电流
W=qU
q=It
W=UIt
3、公式： W=UIt
适用于 一切电路做功
4、单位： 焦耳(J)
千瓦时(kWh)
1kWh=3.6×106J
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第二章
恒定电流
一、电功与电功率
1、定义： 单位时间内电流所做的功叫电功率 2、物理意义： 反映电流做功快慢的物理量
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恒定电流
例题：一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两 端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。 （1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少?效率 为多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的 电动机消耗的功率为多少？
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2
热功率
公式
W UIt
Q I Rt P I 2 R
物理 电流做 电流做 意义 功多少 功快慢
W P t
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产热 多少
产热 快慢
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第二章
恒定电流
三、纯电阻电路和非纯电阻电路
1、纯电阻电路：以发热为目的
（白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅）
W=UIt
①电功等于电热：W=Q ②欧姆定姆适用: U=IR
第二章
恒定电流
课堂练习1： 有一未知电路，测得它的两端点a、b之间的电 阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的 电流为I，则未知电路的电功率一定是( C ) A 、I 2R B、U2/R C、UI D、I2R+UI
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/U2