2.5 焦耳定律

电能 → 内能
指某段电 路在某段 时间内消 耗的全部 电能!
W
Q
UIt (U＝IR) = I2Rt
指转化为内能 的那部分电能!
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，跟导体的电阻及通电时间成正比。
表达式：Q＝I2 Rt
热功率： 单位时间内的发热量。
表达式：P ＝ Q/t ＝ I2 R
焦耳定律
两只不同规格小灯泡、开电源，组成一个 串联电路。
谁 更 亮 ？
一、电功
如图一段电路两端的电压 为U，通过的电流为I，在 时间t内通过这段电路任一
横截面的电荷量 q＝It ．
则电场力做功 W＝qU 即： W＝UIt 。
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．
R
计算电功率和热功率时： P=UI =I2R = U2 R
2、非纯电阻电路中：
W>Q，即IUt>I2Rt，有 I U R
欧姆定律不成立，说明欧姆定 律不适用于非纯电阻电路！
计算电功时，只能用W=UIt；计算电功率时，只能用P=UI
计算电热时，只能用Q=I2Rt；计算电热功率时，只能用P=I2R
例1.规格为“220V，1000W”的电炉，求：
电炉正常工作时，通过电阻丝的电流
电炉的电阻
解：由P=UI知，电炉正常工作时： I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A
电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
解：电阻消耗的功率为 P热=I2R=502×0.4=1×103W 电动机消耗的功率为 P电=IU=50×220W=1.1×104W 电动的输出功率为 P机=P电-P热=1×104W 电动机每分钟所做的机械功为 W=P机t=1×104×60J=6×105J
3、纯电阻电路及非纯电阻电路中
电功和电热的关系
完成课时作业P84
两只不同规格小灯泡、开电源，组成一个 串联电路。
谁 更 亮 ？
非纯电阻的能
W Q
UIt ＞ I2Rt
W-Q
I＜U/R
说明：欧姆定 律不适用于非 纯电阻电路！
1、纯电阻电路中：
W=Q， 即UIt=I2Rt，有 I U （欧姆定律成立） R
计算电功和电热时：W = Q =U I t =I2Rt = U2 t
动动脑筋!
如右图所示的电路，若将玩具电动机卡住，电流表 的示数如何变化？
解：电动机转动时，电路为非纯电阻电路，有I非< 。若将玩具电动机卡住，则电路变为纯电阻电路，有I纯= ，即I纯>I非。电流变示数变大。
你学的怎么样？
１．电功
Ｗ＝ＵＩｔ
电功率 Ｐ＝ＵＩ
２．电热
Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ（焦耳定律）
电热功率 Ｐ＝Ｉ２Ｒ
2.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 和通电时间 t 三者的乘
积．
W＝qU ＝ UIt
3.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
概 念： 单位时间内电流所做的功 表达式： P ＝ W/t ＝U I 物理意义： 电功率表示电流做功的快慢． 单 位： 国际单位“瓦”（W），常用单位“千瓦”（kW）
1kW＝103W
额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率。 （用电器加上额定电压时消耗的功率）
实际功率：用电器在实际工作时消耗的功率。 注:防止用电器烧毁，实际功率不能大于额定功率。
三、 电功和电热的关系
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路:
(电能全部转化为 导体内能)