第2章 恒定电流 5焦耳定律

元件特点
电路中只有电阻元件
欧姆定律 能量转化 元件举例
服从欧姆定律 I＝UR 电流做功全部转化为电热即 电能全部转化为导体的内能
电阻、电炉丝、白炽灯等
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把电能转
化为其他形式能的用电器
不服从欧姆定律：U>IR
或
U I<R
电流做功除转化为内能外还
要转化为其他形式的能
电动机、电解槽等
• 答案：(1)35W 1W (2)1210W 1210W
〔对点训练 1〕 (2016·重庆一中高二检测)如图所示是某款理发用的电吹风 的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成，当闭合开关 S1、S2 后，电动机 正常工作，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，断 开开关 S1，电吹风吹冷风。已知电吹风的额定电压为 220V，吹热风时的功率为 1000W，吹冷风时的功率为 120W，关于该电吹风，下列说法正确的是
• 4．物理意义
• 反映电能转化为其他形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能的多少。
• 5．对电功的理解
电场力
• ① 做功从。力的角度，电流做功电的能实质是_____________对电荷
• ②从能的角度，电流做功是________转化为其他形式能的 过程，电功的大小量度着电能的转化，它标志着电能转化 为其他形式的能。
•电功率
• 1．定义 • 电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端电的路电中的压电U流、I
_____________、通电时间t三者的乘积。
• 2．表达式 • W＝qU＝_U_I_t___。
• 3．单位 焦耳 • 国际单位为3_._6×__1_06_，符号为J。常用单位为千瓦时(kW·h)，
亦称为“度”，1度＝_____________焦耳。
课内探究
•探究一 电功和电热的比较
如图电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。请思考：
• (1)电风扇工作时，将电能 主要转化为什么能？
• (2)电熨斗工作时，将电能 主要转化为什么能？
• 提示：(1)机械能 (2)热能
导学号 74700369
• 1．两种电路的比较
两种电路 比较内容
纯电阻电路
发热功率 P 热＝I2R＝0.162×40W＝1W，
转化为机械能的功率 P 机＝P－P 热＝(36－1)W＝35W。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电动机相当于纯电阻，电能全部转化为内能， 此时通过排气扇的电流 I′＝UR＝24200A＝5.5A。
电动机消耗的功率等于发热功率 P′＝P 热＝I′U＝5.5×220W＝1210W。 由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈。
1．概念 电流所做的__功____跟完成这些功所用__时__间____的比值叫做电功率。 2．表达式
P＝Wt ＝_U__I_____。 3．单位 __瓦__特____，符号 W。 4．物理意义 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最大时功的率_____________，
规格为“220V 36W”的排气扇，线圈电阻为 40Ω，求： 导学号 74700370
(1)接上 220V 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。
• 解题指导：审题时应把握以下三点： • (1)发热功率为P热＝I2R。 • (2)机械能的功率为：P机＝P电－P热。 • (3解)电析动：(机1)排不气转扇在动2时20V，电可压理下正解常为工纯作电电流阻I＝。UP＝23260A＝0.16A，
• 2．电功与电热的计算纯公电式阻比电路较
电功
W＝IUt＝I2Rt＝UR2t
电热
Q＝IUt＝I2Rt＝UR2t
电功率
P＝IU＝I2R＝UR2
热功率
P＝IU＝I2R＝UR2
非纯电阻电路 W＝IUt Q＝I2Rt P＝UI P＝I2R
• 特别提醒：不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电 功时都可以用W＝UIt，功率都可以用P＝UI，热量都可以 用Q＝I2Rt，热功率都可以用P＝I2R，若用变形式时，就要 考虑是否是纯电阻电路。
第二章
恒定电流 5 焦耳定律
※※ 理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷 所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
※※ 理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 ※ 知道电功率和热功率的区别和联系，能区分电功和 电热。
1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
课前预习
•电功
A．P＝I2R
B．P＝UR2
C．P＝IU
D．P＝I2R＋UR2
• 解析：家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只
能用P＝UI来计算，C正确。
『想一想』
用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的
导线却不怎么热，这是什么原因？ 导学号 74700368
• 答案：通电导线跟电炉丝是串联在一 起的，通过它们的电流相等，而电炉 丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要 大得多。由焦耳定律Q＝I2Rt知在相等 的时间内导线产生的热量比电炉丝产 生的热量要少得多。
『选一选』
如图所示，一幢居民楼里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。停电时，用欧
姆表测得 A、B 间电阻为 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，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是
导学号 74700367 ( C )
『判一判』 (1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。( × ) (2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过 程。(√ ) (3)电功率越大，表示电流做功越多。( × ) (4)焦耳定律的表达式为 Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。( √ ) (5)三个公式 P＝UI、P＝I2R、P＝UR2没有任何区别，它们表达相同的意义， 所示 P 即是电功率。(× )
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。
实际工作
• (2)实际功率：用电器___________时消耗的电功率。为了 保证用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率。
•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＝_I_2_R_t ____。 2．热功率 (1)定义：单位时间内放出的热量。 (2)表达式：P＝Qt ＝____I2_R____。