《5 焦耳定律》PPT课件(湖北省市级优课)

（求电功率）
3、纯电阻电路和非纯电阻电路
1）纯电阻电路：电路中均是电阻元件，电能全
部转化成内能（即热能）。这类电路中往往包 含有电炉、白炽灯、电烤箱等用电器。
（常见纯电阻元件）
2）非纯电阻电路：电路中除电阻外，还有电能
转化成其他形式的能，且多以其他形式能为主。
例如机械能，这类用电器有：电风扇、电动机
解：由I=
_U__ R
得到
I=0.25A
再由 W=UIt 得电流对小灯泡所
做的功为
W=1.5V×0.25A×120s=45J
答：做功45J
例：已知一只规格为“220V 1000W”的电炉，
其电阻为48.4Ω，其电阻不会随温度而变化。
若电网电压为200V，求该电炉的实际功率是多
少？
解：由I=
_U__ R
2）单位：国际单位制中是焦耳（符号J），
常用单位还有千瓦时（kW·h） 1kW·h = 1000W × 3600s = 3.6 × 106J
（求电功）
2、电功率
1）定义：单位时间内电流所做的功。
P = —tW = UI
2）意义：表示电流做功的快慢。
3）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。
（3）扇叶被卡住，电动机没有工作， 此时电流I= —22—200— A =11A 电功率P电=220 ×11W=2420W 发热功率P热=112×20W=2420W
解：
（1）正常工作时，电压 U=2V，电流 I=0.8A
电动机的输入功率是P入=0.8×2W=1.6W （2）转轴不动时，相当于纯电阻由欧姆定律得
例题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0.3V，电流为 0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为 0.8A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时， （1）输入的电功率是多少？ （2）电动机的机械功率是多少？
（解答）
各种电动机
例：干电池的电动势为1.5V，内阻不计，小灯 泡的电阻6 Ω（视为不变），则2分钟内电流 对小灯泡做多少功？
5 焦耳定律
1、电功
静电场中，电场力做功： 电路中，是恒定电场，与
W = qU
静电场类似。
电荷的定向移动形成电流，
减少的电势能转化成
电场力做功，就是电流做
电荷的动能
的功。W = qU = ItU
1、电功
1）定义：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
得到实际电流
I=4.13A
再由 P=UI 得电炉的实际功率
P=200V×4.13A=826W
答：该电炉实际功率为826W
解：
（1）正常工作时，电流 I=0.3A
（2）正常工作时，转化为内能的功率是P热=0.32×20W=1.8W 转化为机械能的功率是P机=（ 66-1.8 ）W=64.2W
电动机的效率是η= —66—46.—2 ×100 % =97.3 %
等。
（常见非纯电阻元件）
电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？
4、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。
电流对电阻做的功：
W = UIt = I2Rt
由于是纯电阻电路， 电流做的功全部转 化成内能
故 Q = W = I2Rt
4）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单
位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。 1 kW ＝ 103 W ＝ 106 mW
2、电功率
5）额定功率和实际功率
额定功率：用电器正常工作时，所消耗的功 率。一般标注在用电器上。
实际功率：用电器实际工作时，所消耗的功
率。实际功率可能大于、小于或者等于额定
功率。
4、焦耳定律
公式：Q = I2Rt
这个关系最初是有物理学家焦耳用实验得到的， 叫做焦耳定律。具体内容为：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。
4、焦耳定律
单位时间内导体发热的功率叫做热功率。
热功率的表达式：
PQ =
_Q_ t
= I2R
热功率等于通电导体中电流I 的二次方
与导体电阻R 的乘积。
焦耳定律是针对纯电阻来计算的，如果用电器为 非纯电阻元件时，电流做功并不是都转化成内能， 还有转化成其他形式能。存在下列关系：
W电= W热 + W其它 P电= P热 + P其它
整个电路电流做功：W电 = UIt 焦耳定律只能算出电热部分：Q = W热= I2Rt
有 W电 > W热
例题1：一台电风扇，内阻为 20Ω，接上 220 V 的 电压之后，消耗的功率为 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，电风扇的扇叶被卡住，这时 通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热 功率各是多少？ （解答）
电动机内阻 r= —UI— = —00.—.33 Ω=1Ω 正常工作时消耗功率是P热=0.82 × 1W=0.64W 电动机的机械功率是P机= P入- P热=（1.6-0.64）W
P机=0.96W 答：电动机输入功率1.6W，机械功率0.96W。
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