1.讲义(精简版)-高中焦耳定律(有答案).
第二章 5 焦耳定律—人教版高中物理选修3-1讲义
5焦耳定律一、电功和电功率1.电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式：W＝IUt.单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功.(2)公式：P＝Wt＝UI.(3)单位：瓦，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢.二、焦耳定律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(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率.(2)表达式：P＝I2R.3.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能.(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能.(3)电功和电热的计算公式比较电功和电功率W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R tP 电＝UI ＝I 2R ＝U2R W ＝UIt P 电＝UI电热和热功率Q ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2R tP 热＝I 2R ＝UI ＝U 2RQ ＝I 2Rt P 热＝I 2R 电功和电热关系 W ＝Q W ＝Q ＋E 其他＞Q 电功率和热功率关系 P 电＝P 热 P 电＝P 热＋P 其他＞P 热 欧姆定律是否适用I ＝UR ，适用U ＞IR ，不适用(1)W ＝UIt 是电功的计算式，P 电＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路. Q ＝I 2Rt 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，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率.(2)只有在纯电阻电路中才有W ＝Q ，P 电＝P 热而在非纯电阻电路中W ＞Q ，P 电＞P 热. (3)在纯电阻电路中，由UIt ＝I 2Rt 得I ＝UR ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中UIt ＞I 2Rt 知U ＞IR ，即欧姆定律不成立.5.电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率指电动机消耗的总功率：P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r .(3)电动机的输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入＝IU －I 2rIU .1 规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率. 2 如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W3如图所示，A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r A＝2 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6 A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4 A，求：(电流表内阻不计)(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？4有一个小型直流电动机，把它接入电压为U 1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4 A；若把电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？5如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；(2)电动机输入功率和输出功率；(3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度；(4)这台电动机的机械效率.5焦耳定律1答案(1)35 W 1 W(2)1 210 W 1 210 W解析(1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为I＝PU＝36220A≈0.16 A发热功率为P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W转化为机械能的功率为P机＝P－P热＝(36－1) W＝35 W.(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为I′＝UR＝22040A＝5.5 A电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.2答案 C解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝611A，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60 W，A错，C对；电解槽的发热功率P热＝I2R内≈1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总＝220×611W＝120 W，D错. 3答案(1)2 Ω72 W(2)16 W解析(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得I1＝UR，则R＝UI1＝12 V6 A＝2 Ω，其发热功率为：P R＝UI1＝12×6 W＝72 W.(2)电解槽为非纯电阻元件，发热功率为：P热＝I22r A＝42×2 W＝32 W，总功率为：P 总＝UI2＝12×4 W＝48 W，故电能转化为化学能的功率为：P化＝P总－P热＝(48－32) W＝16 W.4答案(1)1.5 W(2)8 W解析(1)U1＝0.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r＝U1I1＝0.20.4Ω＝0.5 Ω，U2＝2.0 V时，电动机正常工作.此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P电＝U2I2＝2.0×1.0 W＝2 W.P热＝I22r＝1.02×0.5 W＝0.5 W.所以由能量守恒定律可得电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W.(2)此时若电动机转子突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率P热′＝U22r＝2.020.5W＝8 W.5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P热＝I2r＝12×1 W＝1 W.(2)电动机输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积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能，在10 s内P出t＝mgh.解得h＝P出t mg＝4×1020m＝2 m.(4)机械效率η＝P出P入×100%＝80%.。
高中物理《焦耳定律》新人教版选修3-1
2．如图所示，直流电动机M的电枢电阻一定， 当电源电压U=0.3V时电动机不转动，电流表 的示数为0.3A．当U=2V时，电动机正常运转， 电流表的示数为0.8A． （1）求电动机正常工作时输出的机械功率． （2）如果在电动机正常工作时，转子突然被 卡住，电动机的热功率多大．
（1）0.96 W ，（2）4W（转 子不动时的电动机电路是纯 电阻电路）．
小结：
１．电功 W UIt ２．焦耳热 Q I 2 Rt
W ３．电功率 P UI t
Q ４．热功率P I 2 R t
小结：焦耳定律 Q＝I2Rt
电功和电热： 1）纯电阻电路中（电路中只含有电阻） W＝UIt＝I2Rt＝Q P电＝UI＝ P热＝Q／t＝I2R 2）非纯电阻电路中： W＝UIt 大于I2Rt＝Q； P电＝UI 大于P热＝Q／t＝I2R P电＝P热＋P其它
2.5《焦耳定律》
当电动车遇到八达岭…… 没辙了！ 歇菜了！ 烧掉了!
为什么呢？
一、电功和电功率
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 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．
（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常 用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）． 1kW＝103W＝106mW=10-3MW
３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标 称的功率是额定功率，用电器在实际电压下 工作的功率是实际功率． 用电器只有在额定电压下工作实际功率才 等于额定功率．
几种常见家用电器的额定功率
Q 2 P I R t
纯电阻电路:
电能
高二物理焦耳定律(3)
指转化为 内能的那 部分电能!
UIt
=
I=U/R
非纯电阻电路:
电能
W UIt
说明：欧姆 定律不适用 M 于非纯电阻 → 内能+其它形式的能 电路！
Q
W-Q I＜U/R
＞
I2Rt
纯电阻电路:
电功等于电热
电能 → 内能
W Q
2Rt I I=U/R = 电功 = 电热 ：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
；
管知道弱水在浮生宫地位不弱/可怎么也没存在想到对方相信壹方圣主/修行者攻势很迅猛/马开闪躲/以煞气挡住对方の攻击/它知道说什么都没存在用咯/唯壹败咯对方/才存在可能见到弱水或者其它人咯/|得罪咯/|马开不在留手/恐怖の力量暴动而出/以潮水般冲击而出/壹波震动壹波/ 向着对方直射而去/马开意境涌动/控制煞气/当真非凡无比/仿佛海浪奔腾壹般/煞气从气海不断暴动而出/疯狂の消耗/让马开都觉得肉疼/原本壹只彩纹煞蛛の煞气/相信巨大の宝物/能借着它修行到极高境界/但这壹路来/就这样消耗の干干净净咯/修行者见潮水般の煞气涌向它/身体也猛 然の后退起来/手里の兵器舞动/想要挡住煞气/可煞气太过惊人咯/它根本无法彻底隔绝/终究还相信被壹丝煞气侵染到它の身体里/它惨叫壹声/肌肤开始腐蚀/手里の兵器抓不稳/直接掉落在地面上/修行者面色剧变/以自身之力驱除煞气/玄命境の强者确实非凡/虽然无法驱除煞气/可阻拦 咯煞气の侵蚀/但因此而露出破绽/马开身体壹跃/意境舞动/掉落在地上の兵器落在它の手里/兵器搁在对方の脑袋上/冰冷の感觉让修行者惊恐/马开并没存在杀对方/甚至帮助对方把体内の煞气牵引出来/晚辈并无和恁们为敌の意思/不过此次得罪咯/|马开说话间/兵器压在对方の脖颈/牙 齿壹道血
高中物理备课参考 焦耳定律
I 【解析】因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为
P灯 U灯
12 6
A
2A
电源的总功率为 PE=IE=2×30W=60w 电灯、电动机线圈电阻、电源内阻可作为纯电阻处理，它们消耗的电能全部转化为电热，
P UI I 2R
电功率：结合纯电阻电路欧姆定律 U=IR，
U2 R
（5）非纯电阻电路中的电功和电功率
电功和电功率是整体和部分的关系： W Q E其他 ，故 W>Q，即UIt I 2Rt
2
典型例题
【例 1】 将 A、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是 （）
A. 若 A 灯中的电流比 B 灯大，则 A 灯一定比 B 灯亮 B. 若 A 灯两端的电压比 B 灯大，则 A 灯一定比 B 灯亮 C. 若电流对 A 灯做的功比 B 灯多，则 A 灯一定比 B 灯亮 D. 若 A 灯消耗的电功率比 B 灯大，则 A 灯一定比 B 灯亮 【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，只 有通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡实际功率大这一结论，电流做功多， 同样不能确认实际功率大。 【答案】 D
n P2 3.0103
25
mgvsin 60100.4 1
所以，载人的最多人数是：
2个
【小结】扶梯对人的支持力竖直向上，而人的运动方向与水平面有一夹角θ，故克服重
力的功率为 P mgvsin ，而不是 P mgv
② 适用条件：I、U 不随时间变化——恒定电流。 （4）单位：电流单位用安培（A），电压单位用伏（V），时间单位用秒（s），则电功的 单位是焦耳（J）。 （5）电功率
个性化讲义之焦耳定律(附录答案)
学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注2、相同电压下不同阻值产生的电热分析3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理知识点一：公式和变形同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。
知识点二：焦耳定律例1：小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。
(1)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。
(3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。
(4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容(5)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。
这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。
变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。
装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。
（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。
实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。
（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。
若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。
中考物理 焦耳定律知识点归纳总结及典例导析(含答案)
焦耳定律知识点总结典例导析【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。
2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生的热量与导体的电阻、导体中的电流和通过时间有关。
通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。
要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。
这是因为导体都有电阻。
导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。
如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。
3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）通电导体产生的热量跟电阻的关系如图15-10所示，甲、乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻R1、R2分别为5Ω和10Ω，两个瓶中装有等量的煤油，锥形瓶中温度计的示数变化反映电阻丝产生热量的多少。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。
通电一定时间后，比较两个温度计的示数变化情况。
你看到的现象说明了什么?实验表明：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。
（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。
在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。
你看到的现象说明了什么?实验表明：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。
要点二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
这个规律叫做焦耳定律。
2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。
2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。
2.5高二物理选修3-1《焦耳定律》(精品)
2、非纯电阻电路有电动机， 电解槽，蓄电池充电，日光灯 等。
第11页，共24页。
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串联电路里电功率与电阻成正比： P1：P2=R1：R2
②并联电路里电功率与电阻成反比： P1：P2=R2：R1
第13页，共24页。
课堂练习
1、对计算任何用电器的电功率都适用的公式
是（
）CD
Ａ．P I 2R Ｂ．P U 2
R
Ｃ．P UI Ｄ．P W
t
第14页，共24页。
课堂练习
2、规格为“220V，1000W”的电炉，则：
_____________。（水的比热为4.2×103J/ （kg·℃））
第22页，共24页。
课堂练习
11、某一用直流电动机提升重物的装置， 重物质量m=50kg，电源提供恒定电压 U=110V，不计各处摩擦，当电动机以恒 定速度v=0.90 m/s向上提升重物时，电路 中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻。
1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流； 2）电炉的电阻。
3、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
）C B．U2/r
C．P2r/U2
D．P-P2r/U2
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课堂练习
4、如图的电路中，电炉电阻R=10Ω，电
动机的线圈的电阻r=1Ω，电路两端电压 U=100V，电流表的示数为30A，问通过电动 机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机 做的有用功为多少?
18.4焦耳定律---详细知识点、经典例题、习题_共5页
一、知识点梳理复习
．如图，实验仪器中的甲、乙、丙三个烧瓶里有质量相等的液体，甲瓶中液体是煤油，乙瓶和丙瓶中是蓖麻油，每个瓶都有电阻丝浸没在液体中，其中甲、乙两瓶中电阻阻值相等且小于丙瓶中电阻阻值。
瓶中温度计测量瓶
：焦耳定律指出，电流产生的热与通电时间、电流大小和通电导体的电阻大小三个因素有关。
为研究电流产生的热与电阻大小的关系，请选择图中实验仪器，以笔画线做导线连接实验电路。
合上电路开关后一段时间，。
：为比较煤油与蓖麻油的比热容大小，可以从三个烧瓶中选择做实验观察对象。
通电一定时
若干，其他器材任选。
所示。
给A、B两种液体
_________，其目的是
液体比热容大。
液体的烧瓶。
其他器材及实物
如图所示的实物图，是探究电流做功快慢与哪些因素有关”的实验电路。
实验中，要测出：电流表示数，煤油的温度变化值△t,通电时间t。
查表可知煤油的比热容为。
则煤油吸收的热量的计算式为
Q，由电功率的定义式P可以计算出电功率，再与U 、I 比较即可得电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正
，请回答下列问题：
+
A C
）利用电路可以研究电流和时间相同时，热量跟电阻大小的关系。
所选电路此时所用电。
焦耳定律讲义
知识点一：电流的热效应1.定义：电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究：影响电热大小的因素设计并进行实验：采用控制变量法，分别探究各因素的影响。
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示，在两个透明容器中封闭着等量的空气，容器分别连着U型管的一端；没有加热时，U型管中液面是相平的。
两密闭容器中各有一段电阻丝，且右边容器中的电阻比较大。
当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U型管中液面高度会发生变化，U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相等。
通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。
结论：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。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系如图，两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω，在右侧的容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同的情况下，观察两个U型管中液面高度的变化，发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。
结论：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。
（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察左侧U型管中液面高度的变化，发现随着通电时间的增加，U型管中液面高度的变化逐渐变大。
注意：第一次实验中，5Ω和10Ω的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同。
第二次实验中控制电阻和通电时间相同，两次实验均用到控制变量法。
本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来，运用了转换法。
实验中应使两容器密闭，不能漏气。
练习：1.在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是( )A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断4.【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。
选修3-1-2.5焦耳定律教案(讲义)有答案
2.5《焦耳定律》一、【学习与讨论】学点：电动机模型1． 电动机的等效处理图2－5－2电动机是一种非纯电阻性用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，常把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻r D 和无电阻的转动线圈D 串联而成，如图2－5－2所示，电流通过r D 时把电能转化为热能，而线圈D 把电能转化为机械能．2．输入功率：电动机的总功率．由电动机电路的电流和电压决定，计算：P 总＝UI . 3. 输出功率：电动机做有用功的功率．如图2－5－3所示，P 出＝mg ·v (设重物匀速上升)．图2－5－34．热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热、热功率P 热＝I 2r . 5．功率关系P 总＝P 出＋P 热．6．电动机的效率η＝P出P 总×100%.7．解决电动机问题注意分两种情况：(1)当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率． (2)当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路.二、【探索与分析】纯电阻电路 非纯电阻电路元件特点 电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律 遵从欧姆定律I ＝U R 不遵从欧姆定律：U >IR 或I <UR能量转化 电流做功全部转化为内能 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝等 电动机、电解槽等 项目 电功 电热电功与电热的比较电功实质是静电力移动电荷做的功，W ＝qU ＝UIt 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q ＝I 2Rt电功与电热 的联系与区别 纯电阻电路中，U ＝IR ，UIt ＝I 2Rt ＝U 2t /R电功等于电热非纯电阻电路中电流通过导体时，不仅发热，而且还能做功、电解、形成磁场等等．在非纯电阻电路中电功大于电热，即W >Q ，UIt >I 2Rt电功率与电热 功率的关系 纯电阻电路中， P ＝UI ＝I 2R ＝U2R非纯电阻电路中UI >I 2R ，U 2R t 既不能表示电功，也不能表示电热三、电功的计算【例1】 一根电阻丝，通过2 C 的电荷量所消耗的电能是8 J ．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A ．4 V,16 JB ．8 V,16 JC ．4 V,32 JD ．8 V,32 J答案 D 解析 利用W ＝qU 可求出电压U 1，再由I ＝q t ＝UR 可以求出U 2，然后利用W ＝qU 求W 2.设电阻丝电阻为R ，开始所加电压U 1，则W 1＝q 1U 1 即8＝2U 1，故U 1＝4 V. 设后来所加电压为U 2，产生的热量为W 2，则I 2＝q 2t ＝U 2R ① 又I 1＝q 1t ＝U 1R②由①②得U 2＝q 2q 1U 1＝42×4 V ＝8 V W 2＝q 2U 2＝4×8 J ＝32 J四、电功和电热的区别【例2】 一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3 V ，电流为0.3 A ．松开转轴，在线圈两端加电压为2 V 时，电流为0.8 A ，电动机正常工作．求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？ 答案 1.6 W 0.96 W 解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r ＝U I ＝0.30.3Ω＝1 Ω电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能， 其输入的电功率为：P 入＝I 1U 1＝0.8×2 W ＝1.6 W电动机的机械功率P 机＝P 入－I 21r ＝1.6 W －0.82×1 W ＝0.96 W自学检测：1.家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧开前的加热状态，一是水烧开后的保温状态，其电路如图所示．R 1是一电阻，R 2是加热用的电阻丝，则电饭锅( )A ．S 闭合时为保温状态B ．S 断开时为加热状态C ．S 闭合时为加热状态D ．S 断开时为保温状态 答案 CD2．在电动机正常工作时，每秒钟电流做功和每秒钟内电枢上产生的热量的关系，下列说法中正确的是( )A ．电功等于电热B ．电功等于电热的2倍C ．电功等于电动机输出的机械能D ．电热仅为电功的一部分 答案 D 3．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 ＝I 2Rt B ．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W ＝I 2Rt C ．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q ＝I 2RtD ．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q ＝IUt 答案 B4．用一个额定电压为220 V 的电热水器煮沸一壶水需要t s ，如果不考虑电热水器的电热损失和电热丝电阻受温度的影响，那么( )A ．当线路电压为110 V 时，煮沸一壶水需要2t sB ．当线路电压为110 V 时，煮沸一壶水需要4t sC ．当线路电压为55 V 时，煮沸一壶水需要4t sD ．当线路电压为55 V 时，煮沸一壶水需要16t s答案 BD 解析 由公式Q ＝U 2R t ，煮沸一壶水所需的热量为Q ＝2202Rt J ．当电压变为原来的12时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t s ，选项B 正确．当电压变为原来的14时，时间要变为原来的16倍，即16t s ，选项D 正确.典型例题：题型一 功率问题的实验考查某同学利用图1所示的电路研究灯泡L 1(6 V ，1.5 W)、L 2(6 V,10 W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定)，图2为实物图．图1 图2 图3(1)他分别将L 1、L 2接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P ，当电压表示数为6 V 时，发现灯泡均能正常发光．在图2中用笔画线代替导线将电路连线补充完整．(2)接着他将L 1和L 2串联后接入图1中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P ，当电压表示数为 6 V 时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是________________________________．(3)现有如下器材：电源E (6 V ，内阻不计)，灯泡L 1(6 V ，1.5 W)、L 2(6 V,10 W)、L 3(6 V,10 W)，单刀双掷开关S ，在图3中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S 与1相接时，信号灯L 1亮，右转向灯L 2亮而左转向灯L 3不亮；当单刀双掷开关S 与2相接时，信号灯L 1亮，左转向灯L 3亮而右转向灯L 2不亮．思维步步高灯泡正常发光时各个灯泡的电阻是什么？灯泡的电阻对接入a 电路灯泡的亮度产生什么影响？这为图3中提供了什么隐含条件？在进行实际线路连接时滑动变阻器应该接几个接线柱？解析 两个额定电压为6 V 接在电压为6 V 的分压器上可以正常发光，电阻R ＝U 2P ，当把两个额定电压相同的灯泡接在6 V 的分压器间，发现一个发光一个不发光，说明功率分配不相等，由于两个灯泡的额定电压虽然相同，但是电阻阻值不相同，所以灯泡L 2分压很少，而灯泡L 1上的电压虽然不是额定电压，但是分压很大，也能够发光．当L 1和哪一个灯泡(L 2、L 3其中一个)处于同一个支路，哪个灯泡都不亮，当开关与1相接时，信号灯L 1亮，右转向灯L 2亮而左转向灯L 3不亮；当单刀双掷开关S 与2相接时，信号灯L 1亮，左转向灯L 3亮而右转向灯L 2不亮．从而达到了转向的目的．答案 (1)如下图所示(2)由于1L R 比2L R 小得多，灯泡2L 分得的电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光．(3)如下图所示拓展探究一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端电压U 的关系图象如图4(a)所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P ，现将它们连接成如图(b)所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系有( )A ．P 1＝4P DB ．P D ＝P /4C ．PD ＝P 2 D ．P 1<4P 2答案 D 图4 方法总结串并联电路的功率分配原则：①串联电路中各个电阻消耗的功率之比等于电阻之比．②并联电路中各个电阻上的消耗功率之比等于电阻比的倒数．③不管是串联电路还是并联电路，消耗的总功率等于各个电阻上消耗的功率之和.题型二 电功和电热的区别抽油烟机是现代厨卫不可缺少的用具，下表是“惠康牌”家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表．用多用表测量得两只电动机的线圈电阻均为R ＝90 Ω.若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍，启动时电动机当作纯电阻处理，则(1)这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少？ (2)两电动机每分钟消耗的电能为多少？ (3)两电动机每分钟所做的有用功是多少？ (4)这种油烟机的机械效率是多少？ 参数表：额定电压(两电机、照明灯) AC220 V 50 Hz额定输入功率 2×185 W 抽排风量(两电机同时工作) ≥15 m 3/min 风压(两电机同时工作) ≥300 Pa照明灯 40 W 排烟管内径 150 mm思维步步高电动机启动过程和工作过程有何不同？启动过程中电功的作用是什么？工作过程中电功分为几部分？电动机的有用功部分是做什么工作？效率的计算方法是什么？解析 (1)电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流，所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定．I ＝UR ×2＋P 灯U ＝5.1 A ．所以保险丝的熔断电流至少：I ′＝1.5I＝7.7 A.(2)两电动机每分钟消耗的电能E ＝2Pt ＝22 200 J(3)电动机所做的有用功是用于排风的，故两电动机每分钟所做的有用功为：W ＝P ΔV ＝300×15 J ＝4 500 J (4)该抽油烟机的效率η＝WE×100%＝20.3%答案 (1)7.7 A (2)22 200 J (3)4 500 J (4)20.3%拓展探究日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，通过的电流为I ，消耗的电功率为P ，则以下选项正确的是( )A ．IU >PB ．IU ＝PC ．P >I 2(R 1＋R 2)D ．P ＝I 2(R 1＋R 2)答案 BC 解析 根据电功率的定义：P ＝UI ，可知选项B 正确；电功率分为三部分：线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率． 方法总结电功和电热并不是始终相等，一般情况下电功要大于电热．解决此类问题注意电流做功都转化为哪些能量，例如内能、机械能、化学能等.课堂检测：一、选择题1．关于三个公式：(1)P ＝UI ；(2)P ＝I 2R ；(3)P ＝U 2R，下列叙述正确的是( )A ．公式(1)适用于任何电路的电热功率B ．公式(2)适用于任何电路的电热功率C ．公式(1)、(2)、(3)适用于任何电路电功率D ．以上都不正确 答案 D2．一只普通的家用照明白炽灯，额定功率为40 W ，正常发光时，通过它的电流与下列哪一个值较为接近( )A ．20 AB ．2 AC ．0.2 AD ．0.02 A答案 C 解析 家用照明白炽灯的额定功率为40 W ，额定电压为220 V ，根据P ＝UI ，可得电流大约为0.2 A.3．两只灯泡L 1、L 2分别标有“110 V,60 W ”和“110 V,110 W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220 V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路( )答案 B 解析 根据P=RU 2可知，灯泡1L 、2L 的电阻21R R >，灯泡的连接方式，要么串联，要么并联，根据电压跟电阻成正比分配2121R RU U =，两灯泡串联接入220 V 的电路，要使每盏灯泡的电压均为110 V ，应在电阻大的L1上并联电阻．4．如图所示电路，电动机M 转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热Q 随电压表测得的电压U 和电流表测得的电流I 而变化的情况是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的)( )A ．Q 跟电流I 的平方成正比B ．Q 跟电压U 的平方成正比C ．Q 跟电压U 与电流I 的乘积成正比D ．Q 跟电压U 与电流I 的比值成正比答案 A 解析 由于电动机是非纯电阻电路，电功不等于电热，电热Q ＝I 2Rt ，与电流的平方成正比．但不能认为Q ＝UI .5．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是( )A BC D答案 D 解析 显然正常工作时电视机功率为85 W ．电冰箱的功率为70 W ，电风扇的功率为65 W ，空调机的最大功率为P ＝U ·I ＝1 364 W ，因此，功率最大的是空调机．6．两个电阻，R 1＝8 Ω，R 2＝2 Ω，并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是( )A ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 2串联B ．用一个阻值为1 Ω的电阻与R 2串联C ．用一个阻值为6 Ω的电阻与R 1串联D ．用一个阻值为2 Ω的电阻与R 1串联 答案 A7.一幢居民楼住着生活水平各不相同的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、电脑等等．停电时，用欧姆表测得A 、B 间的电阻为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 ，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )A ．P ＝I 2RB ．P ＝U 2/RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt答案 CD二、计算论述题8．一台国产XQB30－13型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据额定电压 220 V 额定频率 50 Hz 额定洗衣、脱水功率 360 W 额定洗衣、脱水容量 3 kg整机质量 33 kg外形尺寸(长×宽×高) (542×550×920) mm 3(1) (2)若洗衣、脱水的累计时间为40 min ，则洗衣机耗电多少？ 答案 (1)1.636 A (2)8.64×105 J解析 由说明书可知P ＝360 W ，又由P ＝UI 可知 I ＝P U ＝360220 A ＝1.636 A.(2)W ＝Pt ＝360×40×60 J ＝8.64×105 J.9．某房间的入户电源线如图所示，现有工作电压为220 V 的用电器如下：100 W 的灯泡6只，220 W 的电视机1台，1 000 W 的电冰箱1台，1 500 W 的洗衣机1台，700 W 的微波炉1台和1 000 W 的暖风机1台，还有三只额定电流均为8 A 的保险盒，将上述电器全部合理地接入电路，画出接线图，电器用后面指定的符号表示，例如功率为100 W 的灯泡用⊗表示，功率为220 W 的电视机用电视机220 W 表示，保险盒用表示，图中a 是火线，b 是零线．答案 见解析图 解析 要将各用电器分配到三条线路上，重点是要满足电路中的电流强度不能超过保险盒的额定电流8 A 的要求．因此，首先计算每条线路最大负荷是多少，因为P ＝IU ＝8×220 W ＝1 760 W ，即每条线路的用电器的总功率不能超过1 760 W ，然后再将各用电器平均分到三条线路上．另外，还应注意的是保险盒一定要接在火线上．按上述要求，可接成如下图所示的电路．10．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下表的技术参数：规格后轮驱动直流电机车型 26″电动自行车 额定输出功率 120 W 整车质量 30 kg 额定电压 40 V 最大载量 120 kg 额定电流 3.5 A阻的k ＝0.02倍．g 取10 m/s 2.求：(1)此车电机的内阻和正常工作时的效率．(2)在电机正常工作时，人骑车行驶的最大速度． (g 取10 m/s 2)答案 (1)1.63 Ω 85.7% (2)6 m/s解析 (1)由表可知，电机的输出功率为P 出＝120 W ，额定电压为U 0＝40 V ，额定电流为I 0＝3.5 A电机正常工作时输入功率为 P 入＝U 0I 0＝40×3.5 W ＝140 W 所以电机的效率为η＝P 出P 入×100%＝120140×100%＝85.7%设电机的内阻为r ，则由欧姆定律知：P 入－P 出＝I 20r 解得r ＝1.63 Ω(2)设车的质量为m ，由题意知，行驶时所受阻力为： F 阻＝k (M ＋m )g当达到最大速度v m 时，应用P 出＝F 阻·v m 解得v m ＝6 m/s。
2025年高中物理复习配套课件含答案解析 第27讲 焦耳定律、闭合电路欧姆定律
（1）抓住两个关键量：确定电动机的电压M 和电流M 是解决所有问题的关键.若
能求出M 、M ，就能确定电动机的电功率 = M M ，根据电流M 和电动机线圈
的电阻可求出热功率 =
2
M ，最后求出输出功率出
= − .
（2）坚持“躲着”求解M 、M ：首先，对其他纯电阻电路部分、电源的内电路部
分等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流；然后，利用闭合电
路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路部分的工作电压和电流.
（3）应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守
恒定律，利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.
核心考点探究
考点二 闭合电路欧姆定律、闭合电路中的功率和效率问题
扇、电动机、电解槽等.
特别说明：电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件.
核心考点探究
考向一 纯电阻电路的电功与电动率计算
例1
[2022·江苏卷]
如图所示，电路中灯泡均正常发
光，阻值分别为1 = 2 Ω ，2 = 3 Ω ，3 = 2 Ω ，
4 = 4 Ω，电源电动势 = 12 V，内阻不计，四个灯泡
中消耗功率最大的是(
A.1
A )
B.2
C.3
D.4
核心考点探究
[解析] 由电路图可知3 与4 串联后与2 并联，再与1
串联，并联电路部分的等效电阻为
并 =
2 3 +4
2 + 3 +4
= 2 Ω ,由闭合电路欧姆定律可知，干
路电流即经过1 的电流为1 = =
1 +并
高中物理《焦耳定律》课件
第5节焦耳定律1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。
2．理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。
3．理解电功率和热功率的区别，会计算电功率和热功率。
4．能从能量守恒角度理解焦耳定律。
一、电功和电功率1．电功(1)电流做功的实质：导体中的□01恒定电场对自由电荷的□02静电力在做功。
结果自由电荷的电势能□03减小，其他形式的能增加。
(2)公式：W＝□04UIt。
即电流在一段电路中所做的功等于这段电路□05两端的电压、□06电路中的电流、□07通电时间三者的乘积。
(3)单位：国际单位是□08焦耳，符号是□09J。
(4)意义：描述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□10电流所做的功。
(2)公式：□11P＝UI。
(3)单位：□12瓦特，符号是□13W。
(4)意义：描述□14电能转化为其他形式能的快慢或者是电流做功的快慢。
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟□01电流的二次方成正比，跟□02导体的电阻及□03通电时间成正比。
2．表达式：Q＝□04I Rt。
3．热功率热功率意义：表示电流发热□05快慢的物理量公式：P热＝□07Q t＝□08I2R，单位：瓦特(W)定义：单位时间内的□06发热量(1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。
()(2)电功率越大，电功越大。
()(3)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
()(4)根据I＝UR、P＝UI可导出P＝U2R，该公式可用于任何用电器。
()(5)电流通过电解槽时，电功大于电热。
()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√课堂任务电功和电功率仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：如图，在导体中恒定电场的作用下，电荷q沿静电力方向移动，电势降低U，静电力对电荷做功多少？提示：W＝qU。
活动2：电荷沿静电力方向移动，电流对外做功，你能导出电功W与电流I 的关系吗？提示：由活动1，W＝qU，设q电势降低的过程所用时间为t，则任一截面t 时间内通过的电荷量为q，即电流I＝qt代入上式得W＝UIt。
高二物理选修课件第二章焦耳定律
按照实验要求搭建测量电路，包括电源、电流表、电压表、滑动变阻 器、待测电阻和开关等。
2. 测量数据
闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的读数，记录 多组电流和电压值，以及对应的通电时间。
3. 计算热量
根据焦耳定律公式Q=I^2Rt计算产生的热量，并记录结果。
数据记录与处理方法
THANK YOU
日光灯电路
日光灯工作时，电能转化为光能和 内能。利用焦耳定律可以计算日光 灯的内能损耗和发光效率。
复杂电路简化技巧和方法
01
02
03
04
等效电源法
将复杂电路中的电源和电阻进 行等效变换，简化为简单的电 源和电阻串联或并联的形式。
支路电流法
针对复杂电路中的支路，分别 列出电流方程进行求解，适用
于支路较少的电路。
实践方法
通过宣传节能环保知识、推广节能技 术和产品、鼓励公民参与节能环保行 动等方式，培养和实践节能环保意识 。
04
拓展延伸：非纯电阻电路中焦 耳定律应用
非纯电阻电路特点分析
01
02
03
能量转化
非纯电阻电路中存在电能 向其他形式能量的转化， 如热能、光能等。
电阻元件
电路中除纯电阻外，还包 含电感、电容等元件，使 得电路性质更为复杂。
高二物理选修课件第二章焦耳定 律
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 焦耳定律基本概念与公式 • 电流热效应实验探究 • 焦耳定律在生活中的应用 • 拓展延伸：非纯电阻电路中焦耳定律应用 • 练习题与课堂互动环节
01
焦耳定பைடு நூலகம்基本概念与公式
焦耳定律定义及意义
焦耳定律定义
焦耳定律(讲义及答案)
焦耳定律（讲义）一、知识点睛1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为的现象。
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比。
这个规律叫做焦耳定律。
公式表示：Q=I2Rt3.纯电阻电路：电流通过导体时，如果电能全部转化为能。
则电流产生的热量Q 就等于消耗的电能，即Q=W=UIt；根据欧姆定律U= 、I= ，可得Q= 。
二、精讲精练1.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电烙铁快C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻2.两个电阻阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，把他们串联起来接入电路中，在相同时间内，R1 和R2 的产生的热量之比为（）A．1:2 B．2:1 C．1:4 D．4:13.如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻R1 和R2 的阻值大小关系为R1＜R2，相同时间内产生热量最多的是（）A．B．C．D．4.某导体的电阻是10Ω，通过4A 的电流时，1h 产生多少焦耳的热量？5.一根60Ω的电阻丝接在36V 的电源两端，在5 分钟内产生所少热量？6.一只额定功率是800W 的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？7.一个电炉的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下工作半小时产生的热量？8. 小红家新买了一台电饼铛，电饼铛的电阻通过5A 的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量。
求这个电饼铛的电功率和电阻丝工作时的电阻。
9. 一台电动机正常工作时的电压为380V，电流为10A，电动机线圈电阻为2Ω，正常工作1min 电流做的功为多少？产生多少热量？）10.下列用来防止电热危害的是（A．供取暖用的电热器B．电热取暖器的散热片C．电熨斗金属外壳D．电视机上的散热孔三、回顾与思考2 U【参考答案】一、知识点睛1. 内能2. 电流的二次方导体的电阻 通电时间 3. 内能 IR I = U 2 W = I Rt = t7. 40 7.2×1048. 1100 449. 2.28×105 1.2×10410. D二、精讲精练R R 1. D 2. A 3. D 4. 5.76×1055. 64806. 4.8×104。
“焦耳定律”课后习题及答案
精选“焦耳定律”课后习题及答案1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，假设电阻为2R，电流强度为I/2时，那么在时间t内产生的热量为( )A.4QB.2QC. Q/2D. Q/42.以下求解电热的公式中,对所有电路均适用的是( )A.Q=UItB.Q=I2RtC.Q= tD.W=Pt3.一台电动机的输出功率是10kW，这说明该电动机工作时( ).A.每秒消耗10kw电能B.每秒对外做10kw功C.每秒消耗10kJ电能D.每秒对外做10kJ功4.电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，以下说法中正确的选项是( ).A.电动机消耗的电能为UItB.电动机消耗的电能为I2RtC.电动机线圈产生的热量为I2RtD.电动机线圈产生的热量为U2t/R5.一台电动机的电阻为4Ω，在220V的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W.假设电动机工作5min，那么电流做功J.6.一个用电器上标有“2kΩ，20W”，允许加在这个用电器两端的最大电压为V，这个用电器允许通过的最大电流为A.当这个用电器两端加上20V电压时，它实际消耗电流功率为W.7.三个标有"100Ω，4W”、“12.5Ω，8W”、“90Ω，10W"字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总电压是V，并联时允许通过的最大总电流是A.8.一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A，电动机正常工作10 min，求(1)消耗的电能.(2)产生的热量.(3)输出的机械能.课后稳固1.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，那么在同样的时间内( )A.由Q=I2Rt可知，电炉的发热量减少B.由Q=UIt可知，电炉的发热量不变C.由Q= 可知，电炉的发热量增加D.无法确定2.如图2-22所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是( ).A.I=1.5AB. I<1.5AC.P=15WD.P<15W3.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A 灯“10V，10W"，B灯"60V，60W”，c灯"40V，40W"，D灯"30V，30W".在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比拟各灯消耗功率的大小，正确的选项是( ).A.PB>PD>PA>PCB.PB>PA>PD>PCC.PB>PD>PC>PAD.PA>PC>PD>PB4.两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W 和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图( ).5.有一电热器上标有“220V，40Ω”字样，用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg、初温度为20 ℃的水煮沸，假设电热器的效率为50%，需要多长时间6.一个灯泡L，标有"6V，12W"字样，一台直流电动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机正常丁作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4.求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率(假定灯泡电阻保持不变).7.如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 Ω, R=10 Ω,U=160 V，电压表的读数为110 V，求：(1)通过电动机的电流是多少(2)输入到电动机的电功率是多少(3)在电动机中发热的功率是多少(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少8.如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源的电动势ε=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，试求电动机线圈的电阻.提速训练1.某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转;冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明“2000r/(kWh)”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min，保温50min.每月按30d(天)计.那么该冰箱月耗电为(kWh)(度)。
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第05节 焦耳定律【知能准备】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。
【同步导学】 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=I 2Rt 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）；P=I 2R 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 2Rt=t R U 2.同理P=UI=I 2R=RU 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 2R t （电枢的电阻生热）.这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，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 2R t=t RU 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。
1．一只普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近( )A ．20 AB ．2 AC ．0.2 AD ．0.02 A解析：普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，其功率一般为几十瓦，根据P ＝UI ，可得I ＝PU ，显然电流值与0.2 A 最接近．答案：C2．如图所示，图中画出了RA 、RB 、RC 三个电阻的伏安特性曲线．将这三个电阻并联后接在电路中，其中消耗电功率最大的是：A ．RAB ．RBC ．RCD ．条件不足，无法确定【答案】A3．有一只电风扇，标有“220 V 50 W ”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω，把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t 内产生热量的方法，正确的是( )A ．Q ＝U 2·t/RB ．Q ＝PtC ．Q ＝(P/U)2·RtD ．以上三种方法均正确答案：C4. 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？解答 （1）因为P 入=IU所以I=22066=U P（2）电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内=I 2R=0.32电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机=P 入-P 内=66 W-电风扇正常工作时的效率 η=662.64(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=20220=R U电动机消耗的电功率 P=IU电动机发热功率 P 内=I 2R=1125．(16分)电动机的额定电压是110 V ，额定功率是2.2 kW ，线圈的电阻是0.5 Ω，求： (1)电动机正常工作时的电流多大？ (2)1 s 时间内线圈上产生的热量是多少？ (3)1 s 时间内转化的机械能有多少？(4)用此电动机提升质量为100 kg 的重物，匀速运动时的速度多大？解析：(1)根据P ＝UI 可得，I ＝PU ；(2)1 s 时间内线圈上产生的热量Q ＝I 2Rt ＝200 J ；(3)根据能量转化和守恒定律可知，1 s 时间内转化的机械能E 机＝E 电－Q ＝UIt －I 2Rt ＝2000 J ；(4)电动机输出的机械功率P 机＝UI －I 2R ，因为P 机＝F v ，重物匀速运动时，F ＝mg ，所以v ＝P 机F ＝P 机mg，代入数据即得v ＝2 m/s.答案：(1)20 A (2)200 J (3)2000 J (4)2 m/s 6．(16分)观察某洗衣机的铭牌，解答问题：防触电保护类别I 类 额定洗涤容量5 kg 额定电压220 V 电源频率50 Hz 洗涤功率330 W 甩干功率650 W 水加热功率1950 W最大工作电流10 A自来水压力 0．05 MPa ≤p ≤1 MPa重量72 kg 出厂日期： 1997年8月28日 出厂编号：9 7 0 8 2 8 2 5 3(1)正常洗涤时，通过洗衣机电流量多大？ (2)给水加热的电阻丝电阻有多大？ 答案：(1)1.5 A (2)24.8 Ω7．在某段电路中，其两端电压为U ，通过的电流为I ，通电时间为t ，若该电路电阻为R ，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是 （ ）A ．在任何电路中，电功UIt=I 2RtB ．在任何电路中，电功为UIt ，电热为I 2RtC ．在纯电阻电路中，UIt=I 2RtD ．在非纯电阻电路中，UIt>I 2Rt 【答案】BCD 8．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 ，则电动机的机械功率为（ ） A ．PB ． 2/U RC ．P 2R/U 2D ．P －P 2R/U 2【答案】D9．(12分)如图所示，电源电动势为E=30V ，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V ，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω。
若闭合开关后，电灯恰能正常发光，求：（1）流过电灯的电流是多大？ （2）电动机两端的电压是多大？ （3）电动机输出的机械功率是多少？ 【答案】（1）2A （2）22V （3）36W10．某同学用如图所示的电路进行小电机M 的输出功率的研究，其实验步骤如下所述，闭合电键后，调节滑动变阻器，电动机未转动时，电压表的读数为U 1，电流表的读数为I 1；再调节滑动变阻器，电动机转动后电压表的读数为U 2，电流表的读数为I 2，则此时电动机的输出功率为 ( )A ．112222I U I I U -B ． 221221I U U I I +C ．22I UD ．1122I U I【答案】A 11．（12分）有一电动机，其铭牌上标有“100V 、50W ”，当给此电动机接上100V 的电源使其正常工作时，测得它可以将重为10N 的物体以4m/s 的竖直速度匀速提起，试问：(1)此电动机的线圈电阻为多大？(2)为了让此电动机和一个“100V 、40W ”的白炽灯泡在一个输出电压为200V 的电源带动下都能正常工作，有人设计了如图所示的电路，请计算电路中的附加电阻的阻值。
【答案】(1)r = 40Ω (2) 1000Ω 12．（10分）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg ，电源电动势E=110V ，内电阻r 1=1Ω，电动机的内电阻r 2=4Ω。
阻力不计。
当匀速提升重物时，电路中电流强度I=5A 。
取g=10m/s 2，试求：（1）电源的总功率和电动机的输出功率； （2）重物上升的速度。
【答案】（1）550W 425W （2）0.85m/s 13．（15分）．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）【答案】1.5 W 8W15．（10分）一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．【答案】(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω32．（8分）. 如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 6W”的灯泡L和内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作，求：(1)电路中的电流强度？(2)电动机的额定工作电压？电动机的输出功率?(3)电源的总功率？【答案】(1) 2(A) (2) 12(w) (3) 40(w)17．(11分)利用电动机通过如图20所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R ＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求（1）电动机线圈的电阻R1 (2)电动机以稳定的速度匀速提升重物时，消耗的电功率(3) 电动机以稳定的速度匀速提升重物时，输出的电功率(4)重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s2)．【答案】2欧姆（2分）2W （3分） 1.5W （3分） 1.5m/s（3分）18．室内有五种用电器：1.5kW的电饭锅，200W的电冰箱，750W的取暖器，250W的电视机和2kW的空调机，供电电压是220V，进线处有13A的保险丝，为不使保险丝烧断，下列用电器不能同时使用的是() A．电饭锅和电冰箱B．取暖器和空调机C．电饭锅和空调机D．电冰箱、电视机和空调机解析：根据题意可知，该室能够使用电器的总功率最大为P max＝UI max＝220×13W＝2.86kW，显然，电饭锅和空调机的总电功率达到了3.5 kW>2.86 kW.答案：C20．一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 R 。
设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同的时间内（ ）A ．电炉和电动机产生的电热相等B ．电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C ．电炉两端电压小于电动机两端电压D ．电炉和电动机两端电压相等 【答案】ABC21．如图所示为研究玩具电动机性能的直流电路图，电源的电动势为E ，内阻为r ，可变电阻的阻值为R 1，M 为电动机，电阻为R 2。