电功电功率焦耳定律

E I U 【教学目标】1.理解电功的概念，知道电功是静电力对自由电荷所做的功

2.知道电功率和热功率的区别与联系，能区分电功和电热

【重点难点】 重点：1.教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算

难点：2.难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难 疑点：为什么在非纯电阻电路中U ＞IR

【教学方法】等效法、类比法、比较法、实验法

【教学流程】一：学习任务

任务一：电功的概念

任务二：电功率的概念计算

任务三：焦耳定律的理解计算

二：导读提纲

问题的引入：教室里的灯管打开了较长一段时间后，当你用手去摸时，会有什么感觉…用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？

一）电功

1思考下列问题

（1）电场力的功的定义式是什么?

（2）电流的定义式是什么?

2如图所示，一段电路两端的电压为U ，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I ，在时间t 内通过这段电路上任一横截面的电荷量 q =、

相当于在时间t 内将这些电荷q 由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做的功W =

在这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，简称电功。 总结归纳：

1.定义: 在导体的两端加上电压，导体内就形成了电场。导体内的电荷在电场力的作用下发生定向移动。因此电场力做了功，这个功也称为 简称

2.公式：

如果电路是纯电阻电路，电能完全转化为热力学能，

电功的公式可写成W= =

3单位:

电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW ·h.

1 kW ·h 的物理意义是什么？1 kW ·h 等于多少焦？

说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U 的单位用V ，电流I 的单位用A ，通电

时间t 的单位用s ，求出的电功W 的单位就是J 。

二）电功率（62页）

在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。

（1） 定义：

（2） 公式 教学随想

如果电路是纯电阻电路，电能完全转化为电路的热力学能，电功率的公式可写成P= (3)单位

［说明］利用电功率的公式P=IU计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W。

［说明］电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。

4.）额定功率和实际功率（62）

额定功率：

实际功率：

三）焦耳定律（62页）

电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能

．．．．．．．，于是导体发热。

设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t 内电流通过此电阻产生的热量Q。求解产生的热量Q。

据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=

在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=

由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。

产生的热量为Q=

总结归纳：1）电流热效应：

2）焦耳定律：A内容 B公式

3）热功率A定义 B公式：

4）单位

5）说明 1）只有在纯电阻电路中，焦耳热才等于电功，即

2）如果电路中含有非纯电阻性的负载（如电动机或电解槽等），电能除了转换为热力学能外，往往更多地转换为其他形式的能量（如机械能、化学能），这时用来计算电功，用来计算焦耳热。且W Q

三、例题解析

【例1】两个灯泡上分别标有“220 V，40 W”和“220 V，100W”的字样。（1）它们正常发光时的电流、电阻各是多少？（2）若把它们接在电压为110 V 的电路里，电功率各是多少？

【例2】输电线的电阻为1.0 Ω，发电站的输出功率为 100 kW, 求下述两种情况下，输电线上损失的热功率。（1）用10 kV 的电压输电; （2）用400 V 的电压输电。四达标检测

1. 对于电灯、电风扇、电水壶、电冰箱这些家用电器，哪些可以用公式来计算消耗的电功率？

2. 额定电压是220 V、电阻是48.4 Ω的电炉，它的额定功率是多少？正常工作30 min，产生的热量是多少？

【总结反思】