2.5焦耳定律
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人教物理选修3-1
第 二 章 恒 定 电 流
5
LOREM 焦耳定律 IPSUM
LOREM IPSUM DOLOR
生活中很多电器通电后，都会伴随发热现象，请同学们举例说明.
LOREM IPSUM DOLOR
电能
电流做功
内能
一 电功和电功率
1.电功
1）概念：电路中电流（电场力）做的功叫做电功。 2）公式： W
热功率： P
W=Q +E其他，W >Q P电=P热+P其他，P电 >P热
3.对于任何电路，电功W=UIt，P电=UI 恒成立，电热Q=I2Rt，
P热=I2R恒成立。
例题 一个电动机，线圈电阻是0.4Ω,当它两端所加电压为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？ 解析： 由能量守恒定律有
W Q 100 % W
2.电动机轴卡住不转时，可看作时纯电阻. 3.电动机电压不够，轴不转时，可看作时纯电阻. 4.电动机线圈是纯电阻.
课堂小结 1.电功和电功率 W UIt 内容
P W UI t
2.焦耳定律
2 公式 Q I Rt
3.电功和电热的比较
纯电阻电路
2 U W Q UIt I 2 Rt t R
P 60 I A 0.27 A U 220
内阻消耗功率
每秒转化机械能 （2）因故不转：纯电阻电路
W UI t
常用单位：千瓦kW， 马力
4）物理意义：描述电流做功快慢的物理量.
5）额定功率和实际功率
额定功率：电器铭牌上标注的功率，正常工作的最大功率 实际功率：实际电压下工作的功率
P额 ≥ P实
思考：
电流做功，电能转化为什么形式的能？
电能全部转化为内能 纯电阻电路 非纯电阻电路
电能转化为机械能和内能
P电 = P热 + P机
电动机发 热的功率 转化为其他形 式能的功率
电动机消 耗的功率
P 电 UI
P热 I 2 R
2 P P P UI I R 电 热 机
电动机每分钟所做的机械功为
2 4 W P t UI-I R t 6 . 54 10 J 机
1.电动机的机械效率 注意：
5.单位：W
三 电功和电热的比较
1.纯电阻电路
2 U W Q UIt I 2 Rt t R
U2 P 电 P 热 UI I R R
2
2.非纯电阻电路
电功：
W UIt
电热：
Q I 2 Rt
2 I R 热
电功率：P 电 电功与电热关系： 电功率与热功率关系：
UI
课堂练习
5.一台电风扇的额定功率是60W，内阻为2Ω，当它接在220V的电压下正 常运转，求： （1）电风扇正常运转时，通过它的电流强度多大？每秒钟有多少电能
转化为机械能？
（2）若接上电源后，电风扇因故不能正常转动，这时通过它的电流强 度多大？电风扇实际消耗的功率多大？此时可能会发生什么问题？ 解析：（1）正常运转：非纯电阻电路
只含有纯电阻用电器的电路，如电炉，白炽灯等 电路中含有电动机或有电解槽在发生化学反应的电路
纯电阻电路中，电能全部转化为内能 IR
所以内能为
Q I Rt
2
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，
跟导体非电阻及通电时间成正比。 2.表达式：
非纯电阻电路 W=Q+E其他，W>Q
2 U 2 P P UI I R 电 热 R
P电=P热+P其他，P电>P热
课堂练习
2.四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V,40W”，b、d灯泡
的规格为“220V,100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的实际功率。请排
列这四盏灯泡实际消耗功率的大小顺序，并说明理由。
UIt
W UIt
W qU
q It
3）单位：焦耳 J
常用单位 ： 千瓦时kW۰h，亦称“度”
1kW۰h=1度=1000W×1h=3.6×106J 4）意义： 电功反映了电能转化为其他形式的能的多少.
电流做多少功就有多少电能转化为其他形式的能.
2.电功率
1）定义： 电流所做的功与完成这些功所用时间的比值叫做电功率. 2）定义式： P 3）单位：瓦特 W
2 2 U 220 解析： Rac 1210 Pac 40
b
c
U
a
d
U 2 2202 Rbd 484 Pbd 100
Ia>Ic，所以Pa>Pc
Id>Ib，所以Pd>Pb
Ub=Uc，Rb<Rc，所以Pb>Pc Ia=Id，Ra>Rd，所以Pa>Pd
Pa>Pd>Pb>Pc
课堂练习
3.(多)不考虑温度对电阻的影响，一个“220V,100W”的灯 泡，下列说法正确的是（ BD ） A.接在110V的线路上的功率为50W B.接在110V的线路上的功率为25W C.接在440V的线路上的功率为400W
U 2 1102 P 25W R 484
烧坏
D.接在55V的线路上的功率为6.25W 解析：
U 2 552 P 6.25W R 484
U 2 2202 R 484 P 100
课堂练习
2.（单）把6只相同电灯接成图甲、乙所示电路，调节变阻器
使两组电灯均能正常发光，设甲、乙两电路消耗的电功率分
别为P1、P2，则可以判定（ B ） A.P1<P2 B.P1=3P2
C.P1>3P2
D.P1=1/3P2
12V
甲
解析：设灯泡额定电流为I，则 甲电路中总电流为3I，所以 P1=3UI;而乙电路中总电流为I， 所以P2=UI.
12V
乙
课堂练习
4.(多)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过 相同的电流，在相同时间内（ABD ） A.电炉放热与电动机放热相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
Q I 2 Rt
3.热功率：单位时间发热的功率 叫做热功率. 4.定义式：
Q P I 2R t
焦耳，英国物理学家，1818年12月24日 出生。1841焦耳最先确定了电流产生的热量 与电流，电阻及通电时间之间的关系；1849 年焦耳提出能量守恒与转化定律，奠定了热力 学第一定律(能量不灭原理)之基础。
第 二 章 恒 定 电 流
5
LOREM 焦耳定律 IPSUM
LOREM IPSUM DOLOR
生活中很多电器通电后，都会伴随发热现象，请同学们举例说明.
LOREM IPSUM DOLOR
电能
电流做功
内能
一 电功和电功率
1.电功
1）概念：电路中电流（电场力）做的功叫做电功。 2）公式： W
热功率： P
W=Q +E其他，W >Q P电=P热+P其他，P电 >P热
3.对于任何电路，电功W=UIt，P电=UI 恒成立，电热Q=I2Rt，
P热=I2R恒成立。
例题 一个电动机，线圈电阻是0.4Ω,当它两端所加电压为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？ 解析： 由能量守恒定律有
W Q 100 % W
2.电动机轴卡住不转时，可看作时纯电阻. 3.电动机电压不够，轴不转时，可看作时纯电阻. 4.电动机线圈是纯电阻.
课堂小结 1.电功和电功率 W UIt 内容
P W UI t
2.焦耳定律
2 公式 Q I Rt
3.电功和电热的比较
纯电阻电路
2 U W Q UIt I 2 Rt t R
P 60 I A 0.27 A U 220
内阻消耗功率
每秒转化机械能 （2）因故不转：纯电阻电路
W UI t
常用单位：千瓦kW， 马力
4）物理意义：描述电流做功快慢的物理量.
5）额定功率和实际功率
额定功率：电器铭牌上标注的功率，正常工作的最大功率 实际功率：实际电压下工作的功率
P额 ≥ P实
思考：
电流做功，电能转化为什么形式的能？
电能全部转化为内能 纯电阻电路 非纯电阻电路
电能转化为机械能和内能
P电 = P热 + P机
电动机发 热的功率 转化为其他形 式能的功率
电动机消 耗的功率
P 电 UI
P热 I 2 R
2 P P P UI I R 电 热 机
电动机每分钟所做的机械功为
2 4 W P t UI-I R t 6 . 54 10 J 机
1.电动机的机械效率 注意：
5.单位：W
三 电功和电热的比较
1.纯电阻电路
2 U W Q UIt I 2 Rt t R
U2 P 电 P 热 UI I R R
2
2.非纯电阻电路
电功：
W UIt
电热：
Q I 2 Rt
2 I R 热
电功率：P 电 电功与电热关系： 电功率与热功率关系：
UI
课堂练习
5.一台电风扇的额定功率是60W，内阻为2Ω，当它接在220V的电压下正 常运转，求： （1）电风扇正常运转时，通过它的电流强度多大？每秒钟有多少电能
转化为机械能？
（2）若接上电源后，电风扇因故不能正常转动，这时通过它的电流强 度多大？电风扇实际消耗的功率多大？此时可能会发生什么问题？ 解析：（1）正常运转：非纯电阻电路
只含有纯电阻用电器的电路，如电炉，白炽灯等 电路中含有电动机或有电解槽在发生化学反应的电路
纯电阻电路中，电能全部转化为内能 IR
所以内能为
Q I Rt
2
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，
跟导体非电阻及通电时间成正比。 2.表达式：
非纯电阻电路 W=Q+E其他，W>Q
2 U 2 P P UI I R 电 热 R
P电=P热+P其他，P电>P热
课堂练习
2.四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V,40W”，b、d灯泡
的规格为“220V,100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的实际功率。请排
列这四盏灯泡实际消耗功率的大小顺序，并说明理由。
UIt
W UIt
W qU
q It
3）单位：焦耳 J
常用单位 ： 千瓦时kW۰h，亦称“度”
1kW۰h=1度=1000W×1h=3.6×106J 4）意义： 电功反映了电能转化为其他形式的能的多少.
电流做多少功就有多少电能转化为其他形式的能.
2.电功率
1）定义： 电流所做的功与完成这些功所用时间的比值叫做电功率. 2）定义式： P 3）单位：瓦特 W
2 2 U 220 解析： Rac 1210 Pac 40
b
c
U
a
d
U 2 2202 Rbd 484 Pbd 100
Ia>Ic，所以Pa>Pc
Id>Ib，所以Pd>Pb
Ub=Uc，Rb<Rc，所以Pb>Pc Ia=Id，Ra>Rd，所以Pa>Pd
Pa>Pd>Pb>Pc
课堂练习
3.(多)不考虑温度对电阻的影响，一个“220V,100W”的灯 泡，下列说法正确的是（ BD ） A.接在110V的线路上的功率为50W B.接在110V的线路上的功率为25W C.接在440V的线路上的功率为400W
U 2 1102 P 25W R 484
烧坏
D.接在55V的线路上的功率为6.25W 解析：
U 2 552 P 6.25W R 484
U 2 2202 R 484 P 100
课堂练习
2.（单）把6只相同电灯接成图甲、乙所示电路，调节变阻器
使两组电灯均能正常发光，设甲、乙两电路消耗的电功率分
别为P1、P2，则可以判定（ B ） A.P1<P2 B.P1=3P2
C.P1>3P2
D.P1=1/3P2
12V
甲
解析：设灯泡额定电流为I，则 甲电路中总电流为3I，所以 P1=3UI;而乙电路中总电流为I， 所以P2=UI.
12V
乙
课堂练习
4.(多)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过 相同的电流，在相同时间内（ABD ） A.电炉放热与电动机放热相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
Q I 2 Rt
3.热功率：单位时间发热的功率 叫做热功率. 4.定义式：
Q P I 2R t
焦耳，英国物理学家，1818年12月24日 出生。1841焦耳最先确定了电流产生的热量 与电流，电阻及通电时间之间的关系；1849 年焦耳提出能量守恒与转化定律，奠定了热力 学第一定律(能量不灭原理)之基础。