物理：3.3《焦耳定律》课件(鲁科版选修3-1)
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鲁科版高中物理选修3-1 第3章 第3节焦耳定律 名师公开课优质课件(30张)
知 识 点 一
第3节
知 识 点 二
焦耳定律
学 业 分 层 测 评
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学 习 目 标 1.理解电功、电功率的概念、 计算公式．(重点) 2． 掌握焦耳定律并会用公式 Q＝I2Rt 计算电热．(重点) 3． 能识别纯电阻电路与非纯 电阻电路，掌握电功率和热 功率的区别和联系．(重点， 难点)
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[核心点击] 1．两种电路的比较 电路 元件特点 电流、电 U 压、 电阻三 遵循欧姆定律 I＝ R 者的关系 纯电阻电路 电路中只有电阻元件 非纯电阻电路 除电阻外还包括其他的电器元件 不遵循欧姆定律， 由 W＝UIt＝I2Rt U ＋W 其他知 U＞IR 或 I＜ R
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[再判断] 1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√) 2．电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大．(×) 3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)
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[后思考] 家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？
【提示】 度是电功的单位.1 度＝1 kW· h＝3.6×106 J.
【提示】 电流通过灯丝做功，把电能转化为内能．周边空气温度升高，
形成对流，风车转动起来．
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[核心点击] 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功 的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少． (3)电功 W＝UIt＝qU 对任何电路都适用．
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第3节
知 识 点 二
焦耳定律
学 业 分 层 测 评
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学 习 目 标 1.理解电功、电功率的概念、 计算公式．(重点) 2． 掌握焦耳定律并会用公式 Q＝I2Rt 计算电热．(重点) 3． 能识别纯电阻电路与非纯 电阻电路，掌握电功率和热 功率的区别和联系．(重点， 难点)
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[核心点击] 1．两种电路的比较 电路 元件特点 电流、电 U 压、 电阻三 遵循欧姆定律 I＝ R 者的关系 纯电阻电路 电路中只有电阻元件 非纯电阻电路 除电阻外还包括其他的电器元件 不遵循欧姆定律， 由 W＝UIt＝I2Rt U ＋W 其他知 U＞IR 或 I＜ R
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[再判断] 1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√) 2．电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大．(×) 3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)
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[后思考] 家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？
【提示】 度是电功的单位.1 度＝1 kW· h＝3.6×106 J.
【提示】 电流通过灯丝做功，把电能转化为内能．周边空气温度升高，
形成对流，风车转动起来．
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[核心点击] 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功． (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功 的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少． (3)电功 W＝UIt＝qU 对任何电路都适用．
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鲁科版高中物理选修3-1课件高二3.3焦耳定律
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
3.3焦耳定律
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日－1889年 10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特，由于 他在热学、热力学和电方面的贡献，皇家学会授予他最 高荣誉的科普利奖章。后人为了纪念他，把能量或功的 单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第 一个字母“J”来标记热量。学.科.网
2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率
表达式： P＝W/t＝UI
单位：瓦（W） 千瓦kW
适用于一切电 路的电功率
物理意义：反映了电流做功的快慢！学.科.
网
二、焦耳定律
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。这就是焦耳定律。
焦耳定律：Q I 2Rt
非纯电阻电路就是在通电的状态下，有放热也有对 外面做除热能外的其他形式的能量。
常见的非纯电阻电路：电动机、电解槽、给蓄电池充电、 日光灯等
在纯电阻电路中（白炽灯 热得快） 电能全部转化为热 能，电功等于电热
即 电热：Q W UIt
电热：Q I 2Rt
欧姆定律：U IR
结论：W Q UIt I2Rt U 2 t
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2 R
P热
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
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
课堂练习4：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 （）
（金戈铁骑 整理制作）
3.3焦耳定律
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日－1889年 10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特，由于 他在热学、热力学和电方面的贡献，皇家学会授予他最 高荣誉的科普利奖章。后人为了纪念他，把能量或功的 单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第 一个字母“J”来标记热量。学.科.网
2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率
表达式： P＝W/t＝UI
单位：瓦（W） 千瓦kW
适用于一切电 路的电功率
物理意义：反映了电流做功的快慢！学.科.
网
二、焦耳定律
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。这就是焦耳定律。
焦耳定律：Q I 2Rt
非纯电阻电路就是在通电的状态下，有放热也有对 外面做除热能外的其他形式的能量。
常见的非纯电阻电路：电动机、电解槽、给蓄电池充电、 日光灯等
在纯电阻电路中（白炽灯 热得快） 电能全部转化为热 能，电功等于电热
即 电热：Q W UIt
电热：Q I 2Rt
欧姆定律：U IR
结论：W Q UIt I2Rt U 2 t
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2 R
P热
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
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
课堂练习4：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 （）
高中物理选修3-1-焦耳定律.ppt
P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别
为P1 '、P2 '，则可以判定
( AD )
A. P1＝2P2
B. P1＝P2
C. P1'＝2P2'
D. P1'＞2P2'
例4 已知R1、R2都标有“4W 100Ω” 字样，而R3标有“1W 100Ω”字 样．按图中所示的电路连接，则 A、B间允许消耗的最大电功率为 __1_._5_ W．
焦耳定律
1 电热
（1）定义：电流通过导体产生的热量
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．
（2）影响电热的因素： 通电电流强度I 通电导体的电阻R
5
上节回放
焦耳定律
外接法
内接法
误差来源 伏特表的分流 电流表的分压
测量结果 R测 ＜ R真
R测 ＞ R真
选择依据
R<<RV R < R临
R>>RA R > R临
电路
限流式
分压式
优点 简便，功率小 电压调节范围大
选择依据 Rx < Rf
Rx > Rf
电功和电功率
1 电功 导体中的恒定电场对自由电
（1）定义：
3．发展 (1)原因： ①甲午战争以后列强激烈争夺在华铁路的 修。筑权 ②修路成为中国人 救的亡强图烈存愿望。 (2)成果：1909年 京建张成铁通路车；民国以后，各条商路修筑 权收归国有。 4．制约因素 政潮迭起，军阀混战，社会经济凋敝，铁路建设始终未入 正轨。
第3章 第3节 焦耳定律
鲁科版物理 ·选修3-1
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解法二：由 P＝U2/R 可知对 R 一定的用电器 P 实与 U2实成正比，所以： 当 U 实＝110 V＝12U 额时 P 实＝(12)2P 额＝14×40 W＝10 W. 当 U 实＝55 V＝14U 额时 P 实＝(14)2P 额＝116×40 W＝2.5 W； 可见，解法二更为简捷． [答案] CD
鲁科版物理 ·选修3-1
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电功和电功率
1．电功：W＝qU＝UIt(对任何电路均适用)．在纯电阻电路中还可写成：W＝I2Rt ＝UR2t(此两式由欧姆定律导出，若不是纯电阻电路则不成立)．
2．电功率：P＝Wt ＝UI(对任何电路均适用)．在纯电阻电路中还可写成：P＝I2R ＝UR2(此两式由欧姆定律导出，若不是纯电阻电路则不成立)．
的示数 I 及电路消耗的功率 P 应是( )
A．I＝1.5 A
B．I＜1.5 A
C．P＝15 W
D．P＜15 W
鲁科版物理 ·选修3-1
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解析：开关合上时，U＞I2R2，所以流过电动机电流 I2＜RU2＝1 A，而 I1＝0.5 A， 故 I＜1.5 A，B 对．
P1＝I21R1＝5 W，P2＜UI2＝10 W，即 P2＜10 W，故 P<15 W，D 对． 答案：BD
A．U′P/U
B．UP/U′
C．(U′/U)2P
D．(U/U′)2P
解析：由 P＝UR2，得 R＝UP2，P′＝UR′2＝(UU′)2P，C 正确．
答案：C
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焦耳定律
1．电热：电流通过导体时，导体上产生的热量． 2．焦耳定律：电流通过导体时发生热量 Q，Q＝I2Rt. (1)上式适用于任何电路． (2)产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程． (3)只有纯电阻电路，Q＝I2Rt＝UR2t. (4)热功率：单位时间内发热的功率 P＝Qt ＝I2R.
高中物理第3章恒定电流第3节焦耳定律课件鲁科版选修3
解答:焦耳定律是通过实验得出的规律。
4.怎样区分纯电阻电路与非纯电阻电路?
解答:分析电流做功是否使电能全部转化为电热。
1.通过电阻 R 的电流为 I 时,在时间 t 内产生的热量为 Q;若电阻
为
2R,电流为2时,则在时间
A.4Q
B.2Q
t 内产生的热量为(
C.
2
4
D.
)。
【答案】C
2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是(
)。
A.电动机消耗的电能为 UIt
B.电动机消耗的电能为 I2Rt
C.电动机线圈产生的热量为 I2Rt
2t
D.电动机线圈产生的热量为
【答案】AC
主题 1:电能
阅读课本“电能”内容可知,电流做功的本质是电场力对自
由电荷做功。
(1)试推导电功和电功率的公式。
(2)生活中电能的单位常用“度”,即“千瓦时”(kW·h),那
B.公式②适用于任何电路的电热功率
C.公式①②适用于任何电路的电热功率
D.公式②③适用于任何电路的电热功率
【解析】公式 P=UI 适用于任何电路的电功率的计算,而非电
2
热功率的计算,故 A 项错误;据焦耳定律,公式 P=I R 适用于任何电
路的电热功率的计算,故 B 项正确,C、D 两项错误。
【答案】B
示,电功与电热不相等,而且
公式分别为: W=UIt, Q=I
2
I= 不成立,所以计算电功和电热的
2
Rt,W>Q。注意 t
不再具有物理意义。
知识链接:对于非纯电阻电路来说欧姆定律是不适用的。
2
R;③P= ,下列叙述正确的是
高中物理 第3章第3节 焦耳定律课件 鲁科版选修3-1
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4
(4)物理意义：描述_电__能_转化为其他形式的能的 多少．
2．电功率 (1)定义： _单__位__时__间_内电流所做的功．
(2)公式：P＝Wt ＝_U__I_ (3)单位：国际单位是_瓦__特_，符号是_W_. (4)物理意义：描述电流做功的_快__慢_．
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5
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_成正比，跟_通__电__时__间_成 正比． 2．公式：Q＝ _I_2_R_t. 3．国际单位： _焦__耳_ ． 三、身边的电热 1．电流热效应的应用 如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利 用电流的_热__效__应_工作的．
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14
2．热功率
单位时间内电流通过导体发热的功率叫热
功率．热功率即电能转化为内能的功率，即 P＝Qt
＝I2R. 3．电功(电功率)与电热(热功率)的区别与联
系 (1)电功是电能转化为其他形式能的量度，
电热是电能转化为内能的量度．可见电功和电 热是两个不同的物理量，不能混淆．
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15
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9
温馨提示：电流做功的过程是电能转化为其他形式 能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其 他形式的能．可见电功反映了电能转化为其他形式能的 多少．
2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功，叫做电功率． (2)表达式：P＝Wt ＝UI.
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10
(3)单位：瓦特，符号W(国际单位制)，常用的还有千 瓦(kW)，1 kW＝1 000 W.
(4)意义：电功率表示电流做功的快慢． (5)用电器的额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率， 也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电 功率． ②实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．
新鲁科版物理选修3-1同步课件： 焦耳定律
(3)电动机的输出功率用来提升重物，转化为机械功率，在 10 s 内， 有 P 出 t＝mgh，解得 h＝Pm出gt＝4×2010 m＝2 m。 (4)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，输出功率是机械功
率，电动机的机械效率 η＝PP出 入＝45×100%＝80%。
答案：(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%
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解析：铭牌上标注的是该电阻器的阻值和允许的最大功率，
据 P＝I2R 得 Imax＝
40 1×103
A＝0.2 A，A 正确；
据 P＝UR2得 U 额＝ 40×1 000 V＝200 V，B 正确；
40 W 为电阻器在额定电压下消耗的功率，C 正确；
据 P＝UR2知，U＝50 V 时 P＝1×501203 W＝2.5 W，D 错误。
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1．某一电动机，当电压 U1＝10 V 时带不动负载，因此不转动，这 时电流为 I1＝2 A。当电压为 U2＝36 V 时能带动负载正常运转， 这时电流为 I2＝1 A。则这时电动机的机械功率是________W。 解析：当电压 U1＝10 V 时电动机不转动，这时电流为 I1＝2 A， 根据欧姆定律，有：R＝UI11＝120 Ω＝5 Ω，当电压为 U2＝36 V 时能带动负载正常运转，这时电流为：I2＝1 A，这时电动机 的机械功率是：P＝U2I2－I22R＝36×1 W－12×5 W＝31 W。 答案：31
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纯阻电路电功、电功率的计算
1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。 (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能 的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其 他形式的能的多少。 (3)电功 W＝UIt＝qU 对任何电路都适用。
鲁科版高中物理选修3-1课件 焦耳定律课件2
(2)电风扇工作时，转化为机械 (2)在非纯电阻电路中，只能
能和内能的功率及电机的效率； 用UIt计算电功，用I2Rt计算 (3)若接上机电械源功后率与，总扇功叶率被之卡比住， 电热，U2t/R无意义．
不能转动，此时通过电动机的 (3)通过电功(或电热)计算电流 电流多大？电动机消耗的电功 或电压
率和发热功相率等各是多大？
(3)电动机输出的
(3) 热功率：P热＝I2r＝20 W
机械功率．
P出＝P入－P热＝530 W
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
再见
有大部分转化为了机械能，小部分转化为了电热. 三、身边的电热
1. 热效应 2. 过大
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
焦耳定律
一、电功和电功率
1．电功与电功率
（1）电功：电流在一段电路上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；公式为W＝UIt.
电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路
答吗案？：电功率是指电流单位时间内做的功，电流做功多，由于
时间不确定，所以电功率不一定大． 二、焦耳定律
1. 电流的二次方 电阻 通电时间 2. 只含电阻 想一想：电风扇、电冰箱消耗的电能等于I2Rt吗？电冰
箱消耗的电能转化成什么形式的能量了？ 答案：不等于；电风扇、电冰箱消耗电能没有全部转化为热能，
P I2R
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
焦耳定律
针对训练 一白炽灯泡的额定
功率与额定电压分别为36 W 与36 V.若把此灯泡接到输出电 压为18 V的电源两端，则灯泡
高中物理3.3焦耳定律课件鲁科选修31.ppt
【解析】选B、C.公式U=IR适用于纯电阻电路，则在纯
电阻电路中，三个公式既可求电功率，又可适用于求电
热功率；在非纯电阻电路中，P=UI用于求电功率， P=I2R用于求电热功率，而公式U=IR不再适U用2 ，故P=
R
没有意义，故A、D错误，B、C正确.
5.有规格为“220 V 1 000 W”的电炉，问它在正常工
3.(2010·宁波高二检测)在如图所示的电路中，定值电 阻的阻值为10 Ω，电动机M的线圈电阻值为2 Ω，a、b 两端加有44 V的恒定电压，理想电压表的示数为24 V， 由此可知（ ） A.通过电动机的电流为12 A B.电动机消耗的功率为48 W C.电动机线圈在1分钟内产生的热量为480 J D.电动机输出的功率为8 W
2.（5分）一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W
与36 V.若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则
灯泡消耗的电功率( )
A.等于36 W
B.小于36 W，大于9 W
C.等于9 W
D.小于9 W
【解析】选B.当灯泡两端加36 V的电压时，灯泡能够正 常工作，消耗的电功率为36 W，此时灯泡的电阻为36 Ω. 当灯泡两端加上18 V的电压时，灯泡不能正常工作，消 耗的电功率必然小于36 W，而此时灯丝的温度要比U加2
2.关于电功和焦耳热,下列说法错误的是（ ） 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,计算焦耳热可以用Q=I2Rt D.在纯电阻电路中,计算焦耳热可以用Q=UIt 【解析】选B.计算电功时,公式W=UIt适用于任何电路. 计算电热时,公式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,所以A、C、D正确,B 错误.
物理：3.3《焦耳定律》课件(鲁科版选修3-1)
D
(2)根据铭牌上提供的信息，判断在12h内正常使用的电冰箱与连续运转的 电风扇消耗电能的情况是( A ) A.电冰箱比电风扇多 B.电风扇比电冰箱多 C.电风扇与电冰箱一样多 D电冰箱比电风扇可能多,也可能少
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。这 台电动机每分钟所做的机械功有多少?
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
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 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的公式．
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
P＝W/t＝UI
电功是否等于电热？ 在纯电阻电路中 电能全部转化为热能，电功等于电热
即 W UIt U t I 2 Rt Q R
2
在非纯电阻电路中，电路消耗的电能 W＝UIt 一大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) 另一小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 电能全部转化为热能,电功等于电热
U2 W UIt 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 电功大于电热
(2)根据铭牌上提供的信息，判断在12h内正常使用的电冰箱与连续运转的 电风扇消耗电能的情况是( A ) A.电冰箱比电风扇多 B.电风扇比电冰箱多 C.电风扇与电冰箱一样多 D电冰箱比电风扇可能多,也可能少
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。这 台电动机每分钟所做的机械功有多少?
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
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 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的公式．
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
P＝W/t＝UI
电功是否等于电热？ 在纯电阻电路中 电能全部转化为热能，电功等于电热
即 W UIt U t I 2 Rt Q R
2
在非纯电阻电路中，电路消耗的电能 W＝UIt 一大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) 另一小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 电能全部转化为热能,电功等于电热
U2 W UIt 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 电功大于电热
物理2.3《焦耳定律》课件(教科版选修3-1)
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
电功大于电热 W
UIt ＞
电功：W= UIt 电功率：P=UI
Q
W-Q
I2Rt
I＜U/R
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=I2R
课堂训练
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
请你设法测出电风扇的直流电阻，以 及电风扇工作时总功率(电功率）和输出 的机械功率。
物理 电 压
量 运
U
行情况 （V）
电流 电阻
I
R
（A） （ Ω）
总功率 热功率 机械功率
[电功率] I2R UI －I2R
（UI）
（W） （W） （W）
转 动 3 0.08 30 0.24 0.192 0.048
卡 住 3 0.1 30 0.3 0.3
0
卡住：
电能 → 内能
卡住：
电能 → 内能
运转：
M
电能 → 机械能+内能
4.5A
48.4Ω
课堂训练
2、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（C ）
A．P
B．U 2/ r
C．P 2r /U 2
D．P – P 2r / U 2
非纯电阻电路中计算
电功率只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R
探究实验：
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电 压表和电流表各 1 只、导线若干。
指某段电路 在某段时间
3.3焦耳定律课件(鲁科版选修3-1)
(3)焦耳定律是电流热效应的实验规律，凡是计算电热都可以 用焦耳定律。
2．纯电阻电路与非纯电阻电路的具体区别
பைடு நூலகம்
纯电阻电路与非纯电阻电路是物理学中的两种常见
电路，列表区分如下： 纯电阻电路 非纯电阻电路 除电阻外还有能把电能 转化为其他形式能量的 用电器
元件 电路中只有电阻元件用
特点 来发热或者只能发热
(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：Q＝ I2Rt 。 (3)单位：焦耳，简称焦，符号 J。 (4)微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向 运动时，会与金属离子不断 碰撞 ，碰撞时把一部分动能 传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体 发热 。
只有部分能量消耗在线圈发热上，是一个非纯电阻电路，此时
2 U 计算电功率的三个公式 P＝UI、P＝I2R、P＝ R 不能等效互换。
[解析]
(1)公式P＝UI可计算电动机消耗的总功率，
因此电动机消耗的总电功率：P总＝UI＝220 W。 (2)P＝I2R只能计算发热损耗的电功率，发热损耗的 电功率：P热＝I2R＝1 W。 (3)转化为机械能的功率可用电动机消耗的总功率减
P出 (5)电动机的效率：η＝ 。 P总
上题中若物体重为20 N，不计摩擦力，10 s时间可以 匀速把物体提升多高？
解析：法一：根据能量守恒定律，电动机输出的能量全部转 化为物体的重力势能 P 出 t＝mgh P出t 4×10 得 h＝ mg ＝ 20 m＝2 m。
法二：电动机通过绳子对外做功，则输出功率等于绳 子拉力功率，即 P 出＝ F v 又∵物体匀速，∴F－mg＝0 P出 1 得 v＝mg＝5 m/s ∴h＝vt＝2 m。
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电功是否等于电热？ 在纯电阻电路中 电能全部转化为热能，电功等于电热
U2 即 W =UIt = t = I 2Rt = Q R
在非纯电阻电路中，电路消耗的电能 W＝UIt 一大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) 另一小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。
W = Q +W其它
如图，一台直流电动机所加电压为 如图，一台直流电动机所加电压为110V,通过的 通过的 电流为5A.该电动机在 该电动机在10s内把一个质量为 内把一个质量为50kg的 电流为 该电动机在 内把一个质量为 的 物体匀速提高了9m,(不计摩擦 求: 不计摩擦)求 物体匀速提高了 不计摩擦 (1)电动机的电功率 电动机的电功率 (2)电动机线圈的电阻 电动机线圈的电阻
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
U2 W =UIt = t = I 2Rt = 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 电功大于电热
C
KFR-33GW空调机 空调机 额定电压:220V 额定电压 工作频率:50Hz 工作频率 制冷/制热电流 制热电流： 制冷 制热电流： 6.2A/6.2A
D
(2)根据铭牌上提供的信息，判断在12h内正常使用的电冰箱与连续运转的 根据铭牌上提供的信息，判断在 根据铭牌上提供的信息 内正常使用的电冰箱与连续运转的 电风扇消耗电能的情况是( 电风扇消耗电能的情况是 A ) A.电冰箱比电风扇多 B.电风扇比电冰箱多 电冰箱比电风扇多 电风扇比电冰箱多 C.电风扇与电冰箱一样多 D电冰箱比电风扇可能多 也可能少 电冰箱比电风扇可能多,也可能少 电风扇与电冰箱一样多 电冰箱比电风扇可能多
三、身边的电热
1、电阻焊 、
2、PTC 、
一台电动机，线圈电阻是0.4 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 220V电压时 50A。 两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。这 台电动机每分钟所做的机械功有多少? 台电动机每分钟所做的机械功有多少?
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， 即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，P电＝UI 因此可得电能转化为机械能的功率，即电动机所做机械 功的功率P机＝P电－P热＝UI－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=(50X220-502X0.4)X60J =6X105J
第3节 焦耳定律
请同学们举几个生活中电器在工作中能量的转化？
一、电能
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
这是计算电功普遍适用的公式 单位：焦耳(J) 单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J kWh) 1kWh=3.6×
A 答案（1）550W 110V （2）4
例2 (2002年上海高考 下面列出了不同品牌的电视机、电冰箱、 年上海高考)下面列出了不同品牌的电视机、电冰箱、 年上海高考 下面列出了不同品牌的电视机 电风扇和空调机铭牌上的主要项目,试判断 电风扇和空调机铭牌上的主要项目 试判断 (1)正常工作时 其中功率最大的是 D ) 正常工作时,其中功率最大的是 正常工作时 其中功率最大的是(
54CM彩电电视机接收机 彩电电视机接收机 工作电压:170V-240V 工作电压 工作频率:50Hz 工作频率 额定功率:85W 额定功率
A
BC-65电冰箱 电冰箱 工作电压:220V 工作电压 工作频率:50Hz 工作频率 额定功率:70W 额定功率 耗电量:0.50kwh/24h 耗电量
B
FS-69电风扇 电风扇 规格： 规格：400mm 额定电压:220V 额定电压 工作频率:50Hz 工作频率 额定功率:65W 额定功率
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
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 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的公式．
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.关系式：Q=I
1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分）
Q=I2Rt
2.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率
P=Q/t=I2R
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 (电能转化为其他形式的能)
W=UIt
电功率:单位时间内电流做的功叫电功率
P＝W/t＝UI