第五节 焦耳定律

课题：第5节焦耳定律

【学习目标】

1．理解电流热效应的本质

2．掌握焦耳定律，并能实行相关计算

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

【学习重点】掌握焦耳定律，并能实行相关计算

【考纲要求】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

【学法指导】先在预习课上根据自己的水平和提示独立完成导学案内容，并在疑问处用双色笔标注，以便在对·群学中与同学交流，全体同学要完成a b两个层次的内容，学有余力的同学cd层次的问题仅供限制选做

【学习过程】

一、知识回顾

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。

二、焦耳定律

1.电功和电功率

（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

（2）W= qU=UIt是电功的普适式，P= UI是电功率的普适式，适用于任何电路。

2.焦耳定律和热功率

（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.

（2）Q=I2Rt是电热的计算式，能够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）；P=I2R是热功率的计算式，

3.电功和电热

（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能，电

功等于电热，即W =UIt =I 2

Rt =t R U 2.同理P =UI =I 2

R =R

U 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形

式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W =UIt 分为两部分，一绝大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动

机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q =I 2

R t

（电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2

Rt ，应该是W =E 其他＋Q .

（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt =I 2

R t =t R

U 2

；在非纯电阻电路中，电功大于电热，

W >Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通

用。

例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ，问：

（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流

I =

20

220

R U A=11 A 电动机消耗的电功率 P =IU =11×220 W=2420 W 电动机发热功率

P 内=I 2R =112×20 W=2420 W

三、反思总结

四、达标检测

1b. 用电器两端电压220V ，这意味着( ) 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

2b. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有( )

A.灯泡的实际功率为50W

B.灯泡的实际功率为25W

C.通过灯泡的电流为额定电流的

21 D.通过灯泡的电流为额定电流的4

1

3c.下图电路中，电灯L 1、L 2都标有“220V，100W”；电灯L 3、L 4都标有“220V，40W”．将A 、B 两端接入电源，最暗的灯是 ( )

A ．L 1

B ．L 2

C ．L 3

D ．L 4

4c.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正

常发光，两电路中消耗的总功率分别为甲P 和乙P ，能够断定(

) A.甲P 〉乙

P

B.

甲

P 〈乙P

C.甲P =乙P

D.无法确定

5d. 输电线总电阻为r ，输送的电功率是P ，送电电压为U ，则用户得到的功率为( )

A.P

B.r )U

P (P 2

-

C.r

U P 2

-

D.r )U

P (

2 6d.一个直流电动机所加电压为U ，电流为 I ，线圈内阻为 R ，当它工作时，下述说法中错误的是 （ ）

A ．电动机的输出功率为U 2

／R

B ．电动机的发热功率为I 2

R

C ．电动机的输出功率为IU-I 2

R

D ．电动机的功率可写作IU=I 2R=U 2

/R

7d.有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A ，若把它接入2V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A 。求：

（1）电动机正常工作时的输出功率 ；

（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

课后练习与提升

1a.关于电功，下列说法中准确的有( ) A.电功的实质是电场力所做的功