电功和电功率 焦耳定律
电功 电功率 焦耳定律_课件
，每秒
钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为
，携带的
能量为0.2J则每个脉冲的功率为_________W,该激光器将电能转
化为激光能量的效0.1率％为______。
提示：效率的大小为
η=
×100%
例题——电功率的简单计算
【解析】本题考查的是功率和效率的基本概念，关键是理解
这两个概念。
，每秒钟转化为光
例题——对电功和电热的理解
（考点4、62011·常州高二检测）下列关于电功W和电热Q的
说法正确的是B （ ）
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=
,且W=Q
饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接到“加热
”挡时。电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关
接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功
率的1/9，电流为1.40A，已知分压电阻的阻值
是
，求：
（1）保温时，电阻R两端的电压；
（2）稳压电源输出的电压； （提3示）：电两热个丝电的路额状定态功对率应。两种电路；电热丝 是纯电阻，将电能全部转化为内能。
例题——电功率在电路中的应用
解析：
（1）电阻R两端的电压
为
=1.40×100V=140V。
（2）设电热丝的电阻为r，电压输出电压为U，则
解得：
所以电源电压为U=I(R+r)=1.40×(100+50)V=210V
。
（3）电热丝的额定功率为
W=882W。
知识梳理
1.电流的热效 应定向移动的自由电子频繁地碰撞金属正离
知识梳理
2．电功 率(1)定义：_单__位__时间内电流做的 功(2)公式：P＝ ＝_U_I__(适用于任何电路) 。(3)单位：瓦，符号是 W (4)物理意义：表示电流做功的快慢 ______
电功、电功率、焦耳定律
答案：考题组
1
2
模拟题组
3
4
3．在如图 8 所示的电路中,输入电压 U 恒 解析 为 8 V,灯泡 L 标有“3 V,6 W”字样,电 动机线圈的电阻 RM＝1 Ω.若灯泡恰能 正常发光,下列说法正确的是( AB A．电动机的输入电压是 5 V B．流过电动机的电流是 2 A )
【解析】选B。每个家庭节省的功率为ΔP=0.1 kW，全国约有 n=4×108个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，则全国一年
节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1 kW×4×108×365×5 h=7.3×
1010 kW·h，选项B正确，其他选项错误。
2.（2012·上海高考）当电阻两端加上某一稳定 电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C ，消耗的 电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量
[思维点拨] 转换 彩车→“非纯电阻电路”模型 对象 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电 思路 路进行处理， 抓住了问题的实质， 忽略了次要因素， 立现 看似复杂的问题变得非常容易
通过该电阻时,由q=It可知,I′=2I,又U=IR,则有
U′=2U=2×
3 V=6 V,所以Q′=I′2Rt=4Q=4×0.9 J=3.6 J,
故选项D正确。
所以由能量守恒可得电动机的输出功率 P出＝P电-P热＝2 W-0.5 W＝1.5 W。 此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率
[思维流程] 第一步：抓信息关键点 ①一只电饭煲和一台洗衣机并联；②均正常工作 第二步：建立物理模型 纯电阻电路和非纯电阻电路 第三步：找解题突破口 U 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式 R＝ ，P 电＝ I 2 U P 热＝UI＝I2R；而非纯电阻电路的电功率为 P＝IU≠ R ≠I2R 第四步：形成解题思路 ①电饭煲的电阻为 R＝U/I＝44 Ω，洗衣机主要元件是电动机，不能利 用欧姆定律 ②电饭煲的电功率为 P＝UI＝1 100 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 P＝UI＝110 W ③1 min 内电饭煲消耗的电能为 Pt，洗衣机电动机消耗的电能为 Pt ④不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率
焦耳定律三个公式
焦耳定律三个公式焦耳定律是研究热学中的基本定律之一，描述了能量转换的原理。
它建立在能量守恒定律的基础上，指出了能量转化的过程中所涉及的物理量之间的关系。
焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。
下面将详细介绍这三个公式。
1.功率公式：焦耳定律的功率公式描述了功率与电力和电流之间的关系。
它表示为P=IV，其中P为功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；V为电压，单位为伏特(V)。
这个公式表明，功率等于电流与电压的乘积。
功率可以理解为单位时间内能量的转移速度，或者说单位时间内对外界做功的速率。
根据焦耳定律，电流是电荷通过导体的速率，而电压则是电荷在导体上受到的驱动力。
因此，功率公式可以理解为电流通过导体时所受到的驱动力乘以电流的速率。
换句话说，功率等于电流通过导体时所产生的能量转移速度。
2.电功率公式：焦耳定律的电功率公式描述了电功率与电阻、电流和电压之间的关系。
它表示为P=I^2R，其中P为电功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。
电功率可以理解为单位时间内克服电阻所消耗的能量。
由于电流通过电阻时会产生电阻的热量，所以电功率可以看作是电阻产生热量的速率。
根据焦耳定律，电阻的热量与电流的平方成正比。
因此，电功率公式中的电流平方表明了电功率与电流的关系，而电阻则是电功率的比例因子。
3.电阻功率公式：焦耳定律的电阻功率公式描述了电阻功率与电阻和电压之间的关系。
它表示为P=V^2/R，其中P为电阻功率，单位为瓦特(W)；V为电压，单位为伏特(V)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。
电阻功率可以理解为单位时间内通过电阻消耗的能量。
根据焦耳定律，电阻消耗的能量与电流通过电阻时所产生的热量成正比，而产生热量的大小与电压的平方成正比。
因此，电阻功率公式中的电压平方表明了电阻功率与电压的关系，而电阻则是电阻功率的比例因子。
综上所述，焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。
物理焦耳定律
3 转动
0.08
30
0.24
0.192
0.048
卡 住
3
0.1
30
0.3
0.3
0
例2．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 B．U2/r C．P2r/U2 D．PP2r/U2 非纯电阻电路中计算电功率只ຫໍສະໝຸດ 用P=UI， 热功率只能用P热=I2R
第二章
恒定电流
5、焦耳定律
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： UIt W
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．
W UIt
电流在一段电路上所做的功等于这段电路 两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积． 在国际单位制中电功的单位是焦（J）， 常用单位有千瓦时（kW· h）. 1kW· h＝3.6×106J
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流
表各 1 只、导线若干。
请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工 作时总功率(电功率）和输出的机械功率。
运 行情况
物理 量
电 压 电 流 电 阻 I/A U/V R/Ω
总功率 热功率 机械功率 [电功率] UI －I2R I 2R （UI） （W） （W） （W）
2．电功率：单位时间内电流所做的功
W P UI t
（１）一段电路上的电功率P等于这段电路两 端的电压U和电路中电流I的乘积． （２）电功率表示电流做功的快慢．
十大电路定理
电功电功率和焦耳定律库仑定律（Coulomb's law）Electric work,electric power and Joule's law单位换算⑴1卡(Cal orie)=4.1858518焦耳(J)1焦耳(J)=0.23890000119卡(cal)⑵焦耳--卡路里：1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ)1千焦耳(KJ)=0.239千卡(KCAL)1卡=4.184焦耳1焦耳=0.2389卡⑶焦耳--瓦特：1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)⑷焦耳--牛顿米：1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m)名词解释：电功（W）：电流所做的功称为电功（The work done by current is called electric work）单位是焦耳（J）。
电量（Q）：单位是库伦（C）。
1库伦=6.25x1018个电子所带的电量。
1个电子所带的电量为1.6x10-19C。
电量quantity of electricity。
电流（I）：单位是安培（A）。
1安培（1A）=1秒（1S）通过给定截面的总电量是1库伦（1C）。
Q=W/t（W单位焦耳J，t单位秒s）电压（U）：单位是伏特（V）。
移动单位电荷所需要的能量叫电压。
V=W/Q（W单位焦耳J，Q单位库伦C）。
电阻（R）：单位是欧姆（Ω）。
某材料两端若加有1伏特（1V）的电压，如果材料中流过的电流是1安培（1A），则该材料的电阻值为1欧姆（1Ω）R=U/R。
电导G=1/R（S）。
重要定理（10个）⑴（电路）基尔霍夫定律（Kirchhoff laws）基尔霍夫第一定律（KCL）又称基尔霍夫电流定律所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。
5.焦耳定律
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。 据欧姆定律加在电阻元件两端的电压为：U = IR
在时间t内电场力对电阻元件所做的功为：W = IUt = I2Rt
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
如果电路不是纯电阻电路，电功仍为 W=IUt，电阻上产生的热 量仍为 Q = I2Rt，但此时电功比电阻上产生的热量大。
P热 = I2R =0.402×1.0 W = 0.16 W
P电 ＞ P 热 答案：（1）P电 = P热 （2） P电＞P热
例3. 对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ CD ）
A. P = I2R C. P =UI
B. P = U2/R D. P = W/ t
1. 规格为“220 V
1000 W”的电炉，求：
解：（1）电机不转时，U = 0.50 V，I = 0.50 A， P电 = UI = 0.50×0.50 W = 0.25 W P热 = I2R = 0.502×1.0 W = 0.25 W P电 = P热 （2）电机转动时，U = 2.0 V，I = 0.40 A，
P电 = UI =2.0×0.40 W = 0功的快慢。
（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）、兆瓦（MW）。
1 kW＝103 W＝106 Mw = 10─3 MW
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。
例2. 取一个玩具小电机 ，其内阻 R = 1.0 Ω ，把它接在如图所示的电路中。 （1）先夹住电动机轴，闭合开关，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电 压表的示数为 0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率
电功 电功率 焦耳定律
§4.2电功电功率焦耳定律在我国，电力公司每个月都要向各个家庭收取一定的电费。
你知道收取电费是以什么为依据的？是依据各家使用电压的高低？电流的大小？还是其它的什么因素？你看到过我们家附近安装的一个与右图相似的电表吗？你知道这个电表测量的是什么吗？对了，它就是测量各个家庭消耗的电能的。
那么，你知道消耗的电能的多少与哪些因素有关呢？下面我们接着学习：o电功o电功率o焦耳定律电功电流通过白炽灯时，白炽灯发热发光，这是电能转化为热力学能；电流通过电风扇时，电风扇转动起来，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为机械能和热力学能；电流通过电解槽时，电解液会发生电解和化学变化，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为化学能和热力学能．以上这些电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量。
所谓电流做功,实质上是导体中的电场对自由电荷的静电力在做功。
自由电荷在静电力作用下做定向移动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加。
如果导体两端的电压为U，通过导体横截面的电荷量为q，如下图所示：根据上一章学习的静电场知识，可知电功W = qU = UI t在国际单位制（SI）中，电功的单位是J 。
在日常生活中，我们常用的电功的单位还有kW · h （千瓦·时），即“度”．1 度= 1 kW · h = 3.6 × 106 J电功率我们家中有很多电器，都会消耗电能，但它们消耗电能的快慢程度一般是不同的。
以电灯为例，不同的灯泡正常发光时明暗程度是不同的。
一般来说，同一类型的明亮的灯泡消耗电能快，暗淡的灯泡消耗电能慢。
如何来描写电器消耗电能的快慢程度呢？为了表示电流通过某段电路做功的快慢程度，我们用比值定义法定义一个新的物理量．电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率，通常用P表示．即一个100 W的灯泡，10 小时消耗 1 度电；一个40 W的灯泡，25 小时消耗 1 度电。
焦耳定律2
公式：Q=I2Rt
4. 热功率：P热 导体在单位时间内发出的热量 公式：P热=Q/t=I2R
单位：W kW
纯电阻电路: 电能
W
指转化为
→
内能
Q
内能的那 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
内消耗的全
部电能!
非纯电阻电路: 电能
=
I2Rt I=U/R
说明：欧姆
电功大于电热 W
UIt ＞
电功：W= UIt 电功率：P=UI
Q
W-Q
I2Rt
I＜U/R
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=IBiblioteka R电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件： ①用电器两端的实际电压等于其额定电压. ②用电器中的实际电流等于其额定电流． ③用电器的实际电功率等于其额定功率．
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个 条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条 件．灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
【练习】如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组
电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电 功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功 率是2W，若电源的电动势为6V.求：电键闭合时 ，电动机输出的机械功率.
K
D
R1=8 Ω
Er
练习、如图示，电阻R1=20 Ω ，电动机的绕组R2＝10 Ω 。当电键打开时，电流表的示数是0．5A，当电键
(B) P1＝P2 (D) P1'＞2P2'
【例】已知R1、R2都标有"4W 100Ω"字样， 而R3标有"1W 100Ω"字样．按图中所示的电 路连接，则A、B间允许消耗的最大电功率为
电工电功率焦耳定律
1.如图 15所示，电源的电动势 E＝7.5V ，内阻 r＝
1.0 Ω，定值电阻 R2＝12 Ω，电动机 M的线圈的电阻 R＝0.50 Ω．闭合开关 S，电动机转动稳定后，电压
表的示数 U1＝4 V，电阻 R2消耗的电功率 P2＝ 3.0 W．求电动机转动稳定后：
（1）电路的路端电压 .
（2）通过电动机的电流．
答：此解法不当
整个回路的电流是： I ? U ? 3 ? 2A
R 1.5
电动机
电源释放的电功率：
P总 功 ? EI ? 10 ? 2 ? 20W
Er
RV
电动机消耗功率：
P ? P总 功 ? I 2 ?R ? r?? 20 ? 22 ? ?1.5 ? 0.5?? 12W
或：U电动机 =E-I（R+r）=10-2（1.5+0.5）V=6V
（2）公式：P=W/t=UI 在纯电阻电路中还可写成： P=I2R=U2/R。
(3)国际单位:瓦特（w);常用单位：千瓦（kw）。
（4）额定功率P额：用电器正常工作时的功率。实际功率可以 小于额定功率，但不能长时间超过额定功率。对同一用电器， P额、I额、U 额有同时达到，同时超过，同时不满足的特点； P额=U额I额，对纯电阻电路还有：P额=I2额R=U2额/R。
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I2，导体的 电阻R和通过的时间t成正比。
2、公式：Q=I2Rt 注意：焦耳定律是电流热效应的实验规律， 凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt 。
3、电功和电热的关系：
（1）在纯电阻电路中，电能通过电流做功全部转化为内 能（电热）即：W=UIt=I2Rt=U2t/R。
（2）在非纯电阻电路中，电能通过电流做功W一部分在电阻上 转化为Q，另一部分转化为其它形式的能E'，即 W=Q+E'>Q 。
4讲电功、电功率、焦耳定律
1.电功(1)定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。
(2)表达式：W ＝IUt 。
①物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压U 、电路中电流I 和通电时间t 成正比。
②适用条件：I 、U 不随时间变化——恒定电流。
③单位：焦耳(J) 1 J ＝1 V·A·s 。
【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。
2、电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)表达式：P ＝Wt＝IU(对任何电路都适用)。
(3)单位：瓦特(W)，1 W ＝1 J/s 。
【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 额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率：用电器在实际电压下的功率。
实际功率P 实＝IU ，U 、I 分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
3、焦耳定律(1)焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式：Q ＝I 2Rt 。
(2)热功率：单位时间内的发热量，即P ＝Q/t ＝I 2R 。
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．4．电功率与热功率 （1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积． （2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．5、纯电阻电路中的电功和电功率①电功，对所有电路中电阻的生热都适用。
电功电功率和焦耳定律
电功、电功率和焦耳定律电能和电功一、电功及其单位：电流所做的功叫电功，用W表示。
电功的国际单位是J，常常利用单位kW·h〔俗称度〕，IkW·×106J。
2、运用电功的公式解决有关问题：W=UIt，即电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
误区提示正确利用电功公式W=UIt：电功公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式，对于任何类型的用电器〔或电路〕都适用。
而结合欧姆定律可推出电功公式的变换式：或，这两个式子不适用电动机和蓄电池电路，只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路。
【典型例题】加在导体两端的电压为6V，30s内电流通过导体做功72J，那么通过导体的电流多大？×106焦，这样工作3小时，消耗的电能是_______度有一只灯泡接在220 伏的家庭电路中，工作50小时，用了1.98度电，这只灯泡工作的电流是_______。
电功率1、电功率及电功率的单位：电功率是表示电流做功快慢的量。
单位为：瓦特，符号为W，常常利用单位还有kW，1kW=1000W。
2、运用电功率的公式解决有关问题：电功率的定义式推导出计算式，公式中P、U、I是指同一段电路〔或同一个用电器〕。
由于研究的都是纯电阻电路，所以结合欧姆定律，电功率公式还可以写作P=UI和。
3、用电器正常工作时的电压是额定电压和用电器额定电压下的功率是额定功率。
用电器在电路中工作时，两端所加的电压叫实际电压，此时的功率叫实际功率。
4、测量小灯泡的电功率。
误区提示1、比拟串联电路中两电阻的电功率时，因电流处处相等，一般利用P=UI 计算2、在并联电路中，由于各支路两头电压相等，运用计算。
【典型例题】现有两个小灯泡，上面分别标有“6V，1. 2W 〞和“12V，6W 〞字样，若是把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两头的电压是〔 〕A. 9.4VB. 10.8VC. 18VD. 27V一只电灯上标着“220V, 100W 〞,假设把它接入110伏的电源两头, 下面说法中正确的选项是： ( )A 、它的额定功率变成原来的一半；B 、通过它的电流强度变为原来的一半；C 、它的电阻变成原来的1/4；D 、它的实际功率变为原来的1/2。
2.5焦耳定律
用电器工作过程中涉及到哪些能量间的转化？
一、电功和电功率
1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场 对自由电荷的电场力做功
W=qU W=UIt
q=It
单位：焦耳(J)
一、电功和电功率
1. 电功：实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电
场力做功
表达式：W UIt
适用于一切电 路的电功计算
单位：瓦（W） 千瓦kW
物理意义：反映了电流做功的快慢！
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
→电能转化为热能。
b、电流流过电解槽
→电能转化为化学能和热能
c、电流流过电风扇
→电能转化为机械能和热能
二、电热和热功率 1．电热：由于导体的电阻，使电流流过导体
时要产生热量，这部分能量叫电热．
2．焦耳定律： Q I 2Rt 3．热功率： P I 2R
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
功能关系：
电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能
消耗的总电能
结论：只与元件两端的电压U，通过元件的电流I和通电 时间t有关，与元件的种类无关。
一、电功和电功率
2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率
表达式： P W UI
t
适用于一切电 路的电功率
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的 如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为
热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而
高中物理电功和电功率焦耳定律
电功和电功率 焦耳定律知识点一、电功电功是指电流在一段时间里所作的功，它是电转化为其他形式能的多少的量度。
用公式表示W=qU=IUt该式适用于计算各种电路中电流所作的功。
在纯电阻电路中又可以用下式表示W=I 2Rt=2U t R 电功W 的单位是焦耳，简称焦，符号是J 。
二、电功率电功率是电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值。
用公式表示 W P UI t== 该式适用于计算各种电路中电流的功率。
在纯电阻电路中，又可以用下式表示 22U P I R R == 电功率P 的单位是瓦特，简称瓦，符号W 。
对于由电源和用电器组成的闭合回路，其功率问题可以从电源和用电器两方面来认识。
A 电源部分电源的总功率：是指电源内部非静电力做的功率P 总=I ε=IU 外+IU 内=P 外+P 内电源输出功率：是指电源工作时内外电路输出的功率P 外=IU 外=I ε-I 2r=P 总-P 内电源内部发热功率：是指电源内部因发热而损耗的功率P 内=IU 内=I 2r=2U r 内=P 总-P 外B 用电器部分用电器的额定功率：是指用电器在额定电压下工作的功率。
一般用电器铭牌上标明的电压和功率即为用电器的额定电压和额定功率。
用电器的实际功率，是指用电器在工作时实际消耗的功率。
它等于用电器两端的实际电压与通过用电器的实际电流的乘积。
即P 实=I 实U 实。
三、焦耳定律：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
公式表示Q=I 2Rt使用上式时应注意统一单位：电流I 的单位是安，电阻R 的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q 的单位是焦。
【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【例2】 为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应该采用的措施是（ ）A ．使电流减半．B ．使电压减半．C ．使电炉的电阻减半．D ．使电压和电炉的电阻各减一半．【例3】已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 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？BA. B. C. D.【例4】如图所示的电路中，R 1=10Ω，R 2=4Ω，R 3=6Ω，R 4=3Ω，U=2.4V 。
第二节 电功和电功率 焦耳定律
第二节 电功和电功率 焦耳定律[知识要点]（一）电功电功是指电流在一段时间里所作的功，它是电转化为其他形式能的多少的量度。
用公式表示W=qU=IUt该式适用于计算各种电路中电流所作的功。
在纯电阻电路中又可以用下式表示W=I 2Rt=2U t R 电功W 的单位是焦耳，简称焦，符号是J 。
（二）电功率电功率是电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值。
用公式表示 W P UI t== 该式适用于计算各种电路中电流的功率。
在纯电阻电路中，又可以用下式表示 22U P I R R == 电功率P 的单位是瓦特，简称瓦，符号W 。
对于由电源和用电器组成的闭合回路，其功率问题可以从电源和用电器两方面来认识。
A 电源部分电源的总功率：是指电源内部非静电力做的功率P 总=I ε=IU 外+IU 内=P 外+P 内电源输出功率：是指电源工作时内外电路输出的功率P 外=IU 外=I ε-I 2r=P 总-P 内电源内部发热功率：是指电源内部因发热而损耗的功率P 内=IU 内=I 2r=2U r 内=P 总-P 外B 用电器部分用电器的额定功率：是指用电器在额定电压下工作的功率。
一般用电器铭牌上标明的电压和功率即为用电器的额定电压和额定功率。
用电器的实际功率，是指用电器在工作时实际消耗的功率。
它等于用电器两端的实际电压与通过用电器的实际电流的乘积。
即P 实=I 实U 实。
3.焦耳定律：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
公式表示Q=I 2Rt使用上式时应注意统一单位：电流I 的单位是安，电阻R 的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q 的单位是焦。
[疑难分析]1.电功和电热的关系。
如果电路是由纯电阻组成，这时电流所做的功全部转化为电流通过导体所产生的热量，即W=Q在纯电阻电路中，电功W=UIT=I2Rt=2 Ut R如果电路中含有电动机、电解槽等非纯电阻性质的用电器，这样的电路叫非纯电阻电路。
高中物理 第二章 恒定电流 第5节 焦耳定律(含解析)
第5节焦耳定律1.电功是指电流通过一段电路所做的功，实质是静电力在这段电路中所做的功，其表达式为W ＝UIt 。
2．电功率是指单位时间内电流所做的功，表达式为P ＝Wt。
3．焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。
4．非纯电阻电路中，由于产热不可避免，所以非纯电阻电路的效率不可能达到100%。
一、电功和电功率 1．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积。
(2)公式：W ＝IUt 。
(3)国际单位：焦，符号为J 。
(4)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
(5)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。
即电功是电能转化为其他形式的能的量度。
2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。
(2)公式：P ＝W t＝IU 。
(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．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 2Rt 。
3．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)公式：P 热＝Q t＝I 2R ，单位：瓦特(W)。
(3)意义：表示电流发热快慢的物理量。
1．自主思考——判一判(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)1千瓦时＝3.6×106J 。
(√)(4)非纯电阻电路中，电热的表达式是Q ＝I 2Rt 。
(√) (5)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。
(×)(6)根据I ＝U R 可导出P ＝U 2R，该公式用于任何用电器。
(×)2．合作探究——议一议(1)用电器额定功率越大，接在电路中电流做的功越多，这样说法对吗？提示：不对。
电流做功一方面与实际功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有实际功率与时间乘积大时，电流做功才多。
电功电功率和焦耳定律
几种常见家用电器的额定功率
用电路
额定电压 （V）
额定功率 （W）
29吋彩 电
220
电熨斗 220
电冰箱 220
微波炉 220
台灯 220
～150
300～ 800
100～ 150
800～ 1200
40～60
随堂练习
1、家用电灯泡上标着“PZ220-40”字样，其中的“220” 示_额__定__电__压_， “40”表示额_定_功__率____，该灯泡正常工作时的 电流为_0_.1_8_安，灯丝的电阻为_1_2_1_0_Ω. 2、某家庭的冰箱正常工作时电流0.8A，全天24小时 正常使用，求电冰箱的功率是多少，使用一个月（ 按30天算）用了多少度电？
有一种家用电熨斗的规格为“220V，300W”，这种电熨 斗内部的电热丝的电阻是多少?如 在额定电压下工作， 1min内产生的热量是多少?
【答案】161.3Ω，1.8×104J
小结
电功
电流所做的功
电功率
电流做功的快慢
焦耳定律
电流的热效应，Q=I2Rt
“220V 60W”的电灯2盏，一台“220V 90W”
的电视机，如上述用电器每天工作5h，每天消耗
电能 J，他家月初电度表的数字3 是2789. ,使
用30天后电度表盘的数字是
,这个月耗电
度
5.94×106
2838.8
49.5
焦耳定律
电流的热效应
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等 于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电 时间 t 三者的乘积 ．
P W UI t
V、A
变换公式：P=I2R=U2/R
单位：在国际单位制中是瓦特（W），常用
2.5 焦耳定律
如图2－5－2所示，是一提升重物用 的直流电动机工作时的电路图．电动 机内电阻r＝0．8 Ω，电路中另一电 阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电 压表示数UV＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求 该重物的质量？(g取10 m/s2)
5. 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．
答案：(1)35 W
P 36 I＝U＝ A＝0．16 A， 220
1W
(2)1 210 W
4.(2015年大同模拟)三个电阻分别标有“100 Ω 2 W”“50 Ω 率是多少？
【答案】14
4 W”“200 Ω
8 W”，若将它们并联起来，允许消耗的最大功
W
【解析】三个电阻正常工作时的电压为： U1＝ P1R1＝20 V， U2＝ P2R2＝20 V， U3＝ P3R3＝20 V． 当三者并联时应接在 20 V 的电源上，此时三者均正常工作，故允 许消耗的最大功率为 P 总＝4 W＋2 W＋8 W＝14 W．
非纯电阻电路中计算 电功率只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R
探究实验：
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电 压表和电流表各 1 只、导线若干。 请你设法测出电风扇的直流电阻，以 及电风扇工作时总功率 ( 电功率）和输出 的机械功率。
运 行情况
物理 电 压 量
电 流
电 阻
总功率 热功率 机械功率
P 1000 ( 1) 由P UI 得 I A 4.5A U 220 U2 U2 2202 ( 2) 由 P UI 得 R Ω 48.4Ω R P 1000
第十五章《电功、电功率、焦耳定律》(九年级物理复习精品课件)
例5. [2018湖南岳阳]标有“6 V 3 W”的小灯泡,它的I-U图像如图所示,则它正
常工作10 s消耗的电能为 30 J;若将它与一个10 Ω 的定值电阻串联在电压为
8 V的电路中,则电路的总功率为 3.2 W.
方法帮 命题角度
电能、电功率的相关计算
类型5 能量转化类
例6.[2019江苏扬州]华为公司推出首款5G折叠屏手机Mate X,该款手机采
P实<P额
用电器不能正常工作
P实=P额 P实>P额
用电器正常工作 用电器容易损坏
考点帮 焦耳定律
考点1 考点2
考点3 考点4
1.电流的热效应 (1)定义:电流通过导体时（31） 电能 转化为（32） 内能 的现象.
(2)1840年,英国物理学家（33） 焦耳 通过大量实验最先确定了电流产 生的热量与（34）电流 、（35） 电阻 和（36） 通电时间 的关
方法帮 命题角度
电能、电功率的相关计算
例4.[2018湖南邵阳大祥区模拟]小芳的妈妈买了一台洗衣机,妈妈交给小芳一张
洗衣机说明书(如表所示)和四个需要小芳解答的问题,小芳的答案如下,其中不正
确的是(g=10 N/kg) ( D )
质量58 kg
额定洗涤容量5 kg
额定电压220 V 洗涤功率330 W 水加热功率1 950 W
盘转过了n r,则这段时间内电路消耗的电能为 ×3.6×106 J.
考点帮
考点1 考点2 考点3 考点4
电能 即时训练 1.小明家的电能表月初的示数为1 345.5 kW·h,月末时表盘如图所示, 则他家本月消耗的电能为⑩ 124 kW·h.
2.某用电器单独工作时,标有“3 000 r/(kW·h)”字样的电能表的转盘 在10 min内转过36 r,则10 min内该用电器消耗的电能是⑪4.32×104 J.
电功 电功率 焦耳定律
八、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 R
2
U Ｂ、P R
2
Ｃ、P UI
W Ｄ、P t
2、某一用直流电动机提升重物的装置如 图所示。重物的质量m＝50kg，电源电压 110V。不计摩擦，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 流强度I＝5A，由此可知电动机线圈的电 阻 R＝ 。
Q I Rt
2
适用于一切电路
六、电功和电热
铭记：对于任何电路，电功恒为W=UIt，电 热恒为Q=I2Rt。
（1）纯电阻电路，电功全部转化为电热： W=Q 2 U t UIt=I2Rt=
R
（2）非纯电阻电路，电功转化为电热和其他 形式能量：
W=Q+E其他 UIt=I2Rt+E其他
欧姆定律不适用
用电器正常工作时的电压(或电流)叫做额定电 压(或额定电流)。
1、额定功率：用电器在额定电压(或额定电 流)下工作时的电功率。
2、实际功率：
用电器实际工作时的电功率。
四、焦耳定律
1、热效应 电流通过导体，导体发热的现象。
2、内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的 平方、导体电阻和通电时间成正比。（实验定 律） 3、公式
电能与其他形式能的转化
电能——内能
电能——机械能 电能——化学能
电流做功是电能转化的量度
电功、电功率、焦耳定律
一、电功
1、概念：一段电路中电流所做的功，简称电 功。 电流做功过程就是电能转化为其他形式的能 的过程，电流做了多少功，就有多少电能转 化为其他形式的能。
2、公式：W = U I t 3、单位： 国际单位：焦耳（J） 常用单位：度（千瓦时、kW· h ） 1度 = 3.6×106焦
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[科目] 物理
[关键词] 教案/电功和电功率 焦耳定律
[年级] 高二
[文件] jan22.doc
[标题] 第二章电功和电功率 焦耳定律
[内容]
第二章电功和电功率 焦耳定律
【教学结构】
一、电功
电功，电功率、电热是本章书的重要概念，也是学生学习的难点，教学过程中必须给以足够的重视。
1.复习电场力做功：W=U q ，U 为电场中两点间电势差，在电路中即为导体两端电压，q 为电量，电路中为流过导体截面电量。
2.电功：电流做的功简称电功。
导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。
W=UI t ，电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
3.电流做功，把电能转化为其它形式的能
(1)电流通过纯电阻（电灯，电炉子等）电路做功，把电能转化为内能。
(2)电流通过电解液做功，把电能转化为化学能。
(3)电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能。
二、电功率
1.定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率，用p 表示电功率则 p t
W =UI ，p 的单位：瓦特W ，U ：伏特V I ：安培A 。
2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢，亦为单位时间电流做的功。
灯越亮电功率越大。
3.额定电压：用电器安全正常工作的最大电压。
日常照明灯泡额定电均为220V ，机床上用的灯泡额定电压为36V 。
额定功率：用电器安全正常工作的最大功率。
照明灯泡上标有220V 60W ，60W 即为额定电功率。
额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。
4.注意区别额定功率和实际功率。
实验：把“220V 30W ”和“220V 100W ”的灯泡并联在220V 电路上和串联后接入220V 电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V 电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W 的灯比30W 的灯亮很多，串联后接在220V 电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W 灯比100W 灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。
三、焦耳定律
1.定义：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比
即：Q=I 2R t
单位：Q ：焦耳J I ：安培A R ：欧姆Ω t 秒s
2.纯电阻电路 电路中只含有纯电阻元件，电动W=UI t =Q
∵U=IR ∴Q=I 2Rt=U 2R t ，注意：此关系只适用纯电阻电路。
电流通过纯电阻电路做功，把电能转化为内能，而产生热量，电功又称为电热。
3.含有电动机的电路，不是纯电阻电路。
电功W=UI t
电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，绝大部分转化为机械能。
电动机线圈有电阻R ，电流通过而产生热，Q=I 2R t 不等于UI t ，而只是UI t 的一部分。
原因是对于非纯电阻U ≠IR 且U>IR 。
转化为机械能部分：UI t －I 2R t =转化的机械能 即电动机输出的机械能。
实际需要更多的是：发热功率：I 2R 转化为机械能功率UI －I 2R ，目前是我们计算电动输出机械功率的唯一方法。
4.含有电解液的电路：电流做功把电能转化为化学能
电流做功可把电能转化为内能、机械能、化学能等，只有把电能转化为内能的电功叫电热，转化其它形式能均不能称为电热。
【课余思考】
1.写出在纯电阻电路中计算电功、电功率的公式。
写出发热功率公式。
2.焦耳定律计算的Q ，就是电功对吗？为什么？
3.电动机输出的机械功、机械功率如何计算？
【解题点要】
例一.一条电阻丝加上电压U 后，经t s 后放出热量为Q ，若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起，再加上电压U ，需经多长时间放出热量仍为Q ？
解：电阻丝是纯电阻，计算热量三个公式都适用，结合题目给定的条件，电
压不变，使用，Q=U R
2t ，计算方便。
设电阻丝电阻为R ，Q=U R 2t ，截成等三段，每段电阻为13
R ，并联后电阻为R 9，则Q=U t U t t t 229R R
''==。
例二.用6600V 和用220V 两种电压输电，若输送功率相同，输电线的长短，粗细和电阻率都相同，用低压输电与用高压输电，在输电线上损失的功率之比是（ ）
A 1：900
B 900：1
C 1：30
D 30：1
解：输电线是纯电阻，在输电线上损失的功率是发热功率，P 损=I 2R
输送电流强度由输送功率和输送电压决定，设输送功率为P ，高压输电时电流为 I 高=P ／6600，低压输电时电流为I 低=P ／220，由于输送电线长短，粗细和电阻率都相同，它们输电阻相同，都为R ，则
p p R I R p R
p R 低
高高低====I 222222220660066002209001()() 应选B 解答本题时必须注意输送电流I ≠U R
，输送电压U 应是输电线上电压与用电∴
器上电压之和，故此输送电流的正确计算成为解答此种类型题的关键之一。
例三.A 、B 、C 三个电阻的U —I 图象如图1所示，若三个电阻加相同电压，则 的功率最大，若三个
电阻通过相同的电流强度，则 的功率最大。
解：第一空的解答：对于纯电阻，P =U R
2，可在电压一定的情况下，电功率跟电阻成反比，电阻最小的电
功率最大，而电阻的确定要依据图象决定，斜率最小的图象所表示的电阻越小，所以R A >R B >R C ，电阻C 的电
功率最大。
第二个空的解答：P=I 2R ，三个电阻通过电流相等，电功率与电阻成正比，电阻大，功率大，电阻A 的电功率最大。
例四.一台直流电动机的额定电压为U ，额定功率是P ，电动机内电枢导线的电阻为R ，那么它正常工作时的电流强度是（ ）
A 、等于U ／R
B 、等于P ／U
C 、大于U ／R
D 、大于P ／U
解：含电动机电路不是纯电阻电路，U>IR ，所以A ，C 选项不正确，电动机的额定功率P 是电动机的输出的机械功率，而电路给电动机的输入功率P ′=IU ，
所以I=P U '，选项B 不正确。
因为P ′－P 热=P ，且I=P U
'，所以选项D 是正确的。
在含电动机的电路中，电路给电动机输入功率P ′，电动机输出机械功率P ，电动机的发热功率P 热是三个关键，概念，必须搞清楚，P ′=IU ，P 热=I 2R ，它们之间的关系是P=P ′－I 2R 。
例五.一台电阻为2Ω的电动机，接在110V 电路中工作时，通过电动机的电流强度为10A ，求这台电动机消耗的电功率，发热功率，转化成机械功率，电动机的效率。
解：电动机消耗电功率即电路输入给电动机的功率 P ′=IU=10×110=1100W 。
发热功率：P 热=I 2R=102×2=200W
转化成机械功率：P=P ′－P 热=1100－200=900W
机械效率：η=P P'⨯=⨯=100%9001100
100%82%
【同步练习】
1.一台电动机输出功率是10KW ，这表明这台电动机正常工作时（ ）
A.每秒钟消耗电能10KW
B.每秒钟对外做功10KW
C.每秒钟对外做功10J
D.每秒钟对外做功1000J
2.额定电压为U ，额定功率为P 的电灯，接在电压为U ′（U ′<U ，不计温度对电阻的影响）的电路中，则该电灯的实际功率P 应为（ ）
A.U ′P ／U
B.UP ／U ′
C.(U ′／U)2P
D.(U ／U ′)2P
3.风力发电机的风轮旋转时扫过的面积为S ，当地风速为υ，如果该发电机把通过风轮的风的部分动能转化为电能，设风能的利用率为η，空气的密度为p ，则风力发电机的功率为（ ）
A.p Sυ3η／2
B.p Sυ2η／2
C.p Sυ3／2η
D.p Sυ2η／4
4.一只“220V 100W”电灯，220V、100W分别表示电压和电功率的值，它的电阻为Ω，正常工作时的电流强度为A，若电阻不变接入110V的电路中，则实际电流为A，实际功率为W，一般只要该灯泡未损坏，它的额定电压，电流，功率是（填会或不会）改变。
5.如图2所示为用直流电动机提升重物的装
置，重物m=50kg，电源电压为U=110V不变，
不计各种摩擦，当电动机以υ=0.9m／s的恒定速
度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，试
求电动机电枢线圈电阻R。
【参考答案】
1.D
2.C
3.A
4.额定484 0.45 0.227 25 不会
5.4.4Ω。