高中物理-焦耳定律
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。
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
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：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。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
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．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫
做电流的热效应。
想想议议
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热
得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子，白炽灯等。
例题
一根 10 Ω 的电阻丝接在 6 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 解:
U 6V I= = = 0.6 A R 10 Ω
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×10 W×300 s = 1080 J
答: 在 5 min 内共产生 1080 J 热量。
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电 机的机械能： 电能 内能+机械能
W＞ Q 热
UIt W=_______
2Rt I Q热=______
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热器的优点: 清洁卫 生，没有环境污染，热效率 高，还可以方便地控制和调 节温度。
2．电热的危害
流产生的热量与电流、电阻和通电
时间的关系。
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，跟导体的电阻成正
比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt
3．热量单位：焦耳（J）
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
实验装置
高中物理焦耳定律知识点
高中物理焦耳定律知识点1、高中物理焦耳定律定义焦耳定律规定：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。
该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。
焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。
遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。
公式如下：其中Q指热量，单位是焦耳(J)，I指电流，单位是安培(A)，R指电阻，单位是欧姆(Ω)，t指时间，单位是秒(s)，以上单位全部用的是国际单位制中的单位。
2、高中物理焦耳定律公式变形和推导对于纯电阻电路而言当电流所做的功全部产生热量，即电能全部转化为内能，该电路为纯电阻电路，这时有：根据电功的公式，我们有【U指电压，单位是伏特(V)】：或者根据欧姆定律(欧姆定律本身只在纯电阻电路中成立)，我们有：白炽电灯不属于上述情况，因为它还将电能转化为光能;而类似电热水器这样就属于上述情况。
对于非纯电阻电路而言对于非纯电阻电路而言，用得最多的还是焦耳定律的一般形式，不能用上面纯电阻中的两个公式(因为①欧姆定律只在纯电阻电路中成立;②其电能不是全部做功转化为内能，不能用电功的公式。
而对于其电功率和热量比较而言，我们有：对于任何电路而言除了焦耳定律的一般式外，我们还可以根据公式I=q/t 【q表示电荷量，单位是库仑(C)】对公式进行变形(适用于所有电路)：在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。
3、高中物理焦耳定律使用从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。
《焦耳定律》 知识清单
《焦耳定律》知识清单一、焦耳定律的发现焦耳定律是由英国物理学家焦耳发现的。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）在研究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的过程中，经过了大量的实验和严密的推理，最终得出了这一重要的定律。
焦耳从小就对科学有着浓厚的兴趣，并展现出了非凡的实验能力。
他通过不断地改进实验装置和方法，精确地测量了电流通过导体时产生的热量，并发现了热量与电流、电阻和时间之间的定量关系。
二、焦耳定律的内容焦耳定律的表述为：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
用公式表示为：Q ＝ I²Rt 。
其中，Q 表示热量，单位是焦耳（J）；I 表示电流，单位是安培（A）；R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t 表示通电时间，单位是秒（s）。
这个公式告诉我们，当电流通过导体时，产生的热量会随着电流的增大、电阻的增大以及通电时间的延长而增加。
三、焦耳定律的推导我们可以从电能转化为热能的角度来推导焦耳定律。
当电流通过导体时，电能被转化为热能。
假设在时间 t 内，通过导体的电荷量为 q ，电流 I ＝ q ／ t 。
电场力对电荷做功 W ＝ UIt ，其中 U 是导体两端的电压。
根据欧姆定律 U ＝ IR ，将其代入上式可得 W ＝ I²Rt 。
由于电能全部转化为热能，所以电流通过导体产生的热量 Q 等于电场力做的功 W ，即 Q ＝ I²Rt 。
四、焦耳定律的应用1、计算电热器产生的热量电热器是利用电流的热效应工作的设备，如电热水器、电暖器、电饭锅等。
在知道电热器的电流、电阻和通电时间的情况下，可以利用焦耳定律计算出它产生的热量，从而了解其工作效率和能耗。
2、分析电路中的热损耗在电路中，电阻会导致电能的损耗并转化为热能。
通过焦耳定律，可以计算出这些热损耗，对于优化电路设计、降低能耗具有重要意义。
高三物理焦耳定律知识点
高三物理焦耳定律知识点焦耳定律，又称为焦耳-内耗定律，是热力学中的一个基本定律，描述了导体中电能转化为热能的过程。
它由英国物理学家焦耳于19世纪中期首次提出，并被广泛应用于电路分析和加热效果的研究。
以下是关于高三物理焦耳定律的一些重要知识点。
1. 定义和公式焦耳定律描述了电流通过导体产生的热量与电阻、电流和时间之间的关系。
根据焦耳定律的定义，通过导体中的电能转化为热能的速率正比于电阻、电流强度的平方以及电流通过导体的时间。
焦耳定律的公式如下所示：Q = I^2 * R * t其中，Q表示转化为热能的总量（单位为焦耳），I表示电流强度（单位为安培），R表示电阻（单位为欧姆），t表示时间（单位为秒）。
2. 焦耳定律的应用焦耳定律广泛应用于电路中的热问题分析和电热设备的设计。
例如，当电流通过电阻时，电阻产生的热量可以通过焦耳定律计算得出。
这对于电路中的电流限制和安全保护非常重要。
此外，焦耳定律也被应用于加热器、电炉等电热设备的设计中，以确定所需的功率和耗能等参数。
3. 焦耳定律的推导焦耳定律的推导基于电能守恒定律和电功率的定义。
首先，根据电能守恒定律，电流通过导体时，电能转化为热能，不产生其他形式的能量。
其次，电功率的定义是功率等于电流乘以电压，即P = I * V。
根据欧姆定律，V = I * R。
将电压代入功率公式中可得P = I^2 * R。
进一步引入时间，即可得到焦耳定律的公式。
4. 焦耳定律的条件和限制焦耳定律适用于恒定电流通过恒定电阻的情况。
它假设导体的温度不发生显著变化，导线的内阻可以忽略不计，并且导体的物理性质保持不变。
在实际应用中，如果导体的温度升高过快或导线的内阻较大，焦耳定律可能不再适用。
5. 焦耳定律的单位换算焦耳定律中，电流强度的单位是安培，电阻的单位是欧姆，时间的单位是秒，热能的单位是焦耳。
在实际应用中，常常会使用特定的单位换算。
例如，将电功率单位从瓦特（W）换算为焦耳/秒（J/s），可以使用1瓦特等于1焦耳/秒的换算关系。
焦耳定律课件
18
小结: 电功和电功率、电热和热功率
一、电功W
定义：电场力(或电流)所做的功.
公式：W=IUt
单位：J 1kWh=3.6×106J
二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功
对纯电阻电路: 电功=电热
公式：P=W/t=IU 单位：W kW
三、电热Q
定义: 电流通过导体产生的热量.
公式：Q=I2Rt
第二章 恒定电流
2.5 焦耳定律
焦耳定律
1
焦耳定律
2
焦耳定律
3
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电功是电能转化为其他形式能的量度.
电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电 时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转 化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就 是电流做功的过程。
电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由 电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷 的电势能减少，其他形式的能增加。
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．
2、用电器接入电路时：
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其
电阻不变．
②用电器实际功率超过其额焦耳定定律功率时,认为它将被烧毁.
21
例1：对计算任何用电器的电功率
电流在一段电路中所做的功W等于这 段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、 通电时间 t 三者的乘积．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
1kW·h＝3.6×106J
焦耳定律
6
二、电功率
1、定义：单位时间内电流所做的功.
表示电流做功的快慢．
高中物理人教选修3课件-焦耳定律
4．物理意义 反映电能转化为其他形式能的多少。 5．对电功的理解 ① 从 力 的 角 度 ， 电 流 做 功 的 实 质 是 ___电__场__力___ 对 电 荷 做 功。 ②从能的角度，电流做功是__电__能___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。
知道电功率和热功率的区别和联系，能区分电功 ※
和电热。
课堂情景切入
为什么电视机、电风扇通电时间长了会发热？ 电流产生的热量和哪些因素有关？
知识自主梳理
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 ___、通电时间t三者的乘积。 2．表达式 W＝qU＝___U_I_t___。 3．单位 国 际 单 位 为 __焦__耳______ ， 符 号 为 J 。 常 用 单 位 为 千 瓦 时 (kWh)，亦称为“度”，1度＝__3_.6_×__1_0_6__焦耳。
内能
的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
2.电功与电热的计算公式比较 纯电阻电路
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
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_2R__t ____。 2．热功率 (1)定义：单位时间内放出的热量。
(2)表达式：P＝Qt ＝__I_2_R______。
物理知识点总结：焦耳定律
物理知识点总结：焦耳定律物理知识点总结:焦耳定律知识点总结1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。
2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度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的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。
用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。
因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有或成立。
3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。
发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。
常见考法本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题。
误区提醒1、凡是有电流通过导体时，都可以用它来计算所产生的`热量；2、公式Q=UIt，只适用于纯电阻电路，这时电流所做的功全部用来产生热量，用它计算出来的结果才是导体产生的热量。
【典型例题】例析：在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，可采取的措施是（）A. 增大电热丝的电阻B. 减小电热丝的电阻C. 在电热丝上并联电阻D. 在电热丝上串联电阻解析：有同学认为应选（A），根据焦耳定律Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。
这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。
焦耳定律所阐述的导体上放出的热量和某一个量的比例关系是在其他一些量不变的条件下才成立的，如放出的热量和电阻成正比，是指电流强度和通电时间都不变的条件下热量与电阻成正比，按题意，通电时间是相同的，但由于电源电压是不变的，通过电热丝的电流强度将随着电阻的增大而减小，若再根据Q=I2Rt，将不易得出正确的结论。
焦耳定律知识点总结
中考物理焦耳定律的知识点1
(1)焦耳定律：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，跟通电时间成正比。
(2)计算公式：Q=I2Rt(适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出：Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt。
Q1：Q2：Q3：：Qn=R1：R2：R3：：Rn
并联电路中常用公式：Q=U2t/R;Q1：Q2=R2：R1。
②无论用电器串联或并联，计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q=U2t/R=Pt
中考物理焦耳定律的知识点2
1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的`平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。
2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度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的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。
用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。
因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有成立。
3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。
发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。
《焦耳定律》 知识清单
《焦耳定律》知识清单一、焦耳定律的发现焦耳定律是由英国物理学家焦耳发现的。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）在 1840 年通过大量的实验，深入研究了电流通过导体时产生热量的现象。
焦耳进行了一系列严谨而精确的实验。
他将不同的电阻丝接入电路，通以不同强度的电流，并测量在一定时间内电阻丝产生的热量。
经过反复的实验和数据积累，焦耳最终得出了电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻以及通电时间成正比的结论。
二、焦耳定律的表达式焦耳定律的数学表达式为：Q ＝ I²Rt其中，Q 表示热量，单位是焦耳（J）；I 表示通过导体的电流，单位是安培（A）；R 表示导体的电阻，单位是欧姆（Ω）；t 表示通电时间，单位是秒（s）。
这个表达式清晰地表明了电流通过导体时产生热量的定量关系。
电流的平方（I²）意味着电流对热量产生的影响更为显著。
电阻越大，相同电流和时间下产生的热量也越多。
而通电时间越长，积累的热量自然也就越多。
三、焦耳定律的理解让我们来更深入地理解一下这个定律。
首先，电流通过导体时，自由电子在电场的作用下定向移动，与导体中的原子和离子发生碰撞。
这些碰撞导致了能量的传递，从而使导体的温度升高，产生了热量。
当电流增大时，自由电子的定向移动速度加快，碰撞更加频繁和剧烈，因此产生的热量也会大幅增加。
这就是为什么电流的平方出现在表达式中的原因。
电阻的大小反映了导体对电流的阻碍作用。
电阻越大，电子在导体中移动时受到的阻碍就越大，碰撞也就越强烈，产生的热量也就越多。
通电时间则决定了热量积累的总量。
即使电流和电阻不变，通电时间越长，产生的热量也会越多。
四、焦耳定律的应用焦耳定律在实际生活中有广泛的应用。
1、电暖器电暖器就是利用焦耳定律工作的典型例子。
通过电阻丝的电流产生大量的热量，从而加热周围的空气，为我们提供温暖。
2、电饭煲电饭煲中的发热盘也是基于焦耳定律来煮饭的。
高中物理《焦耳定律》ppt
所以 正确的是 （C）
例题4：
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
小结与反思：
１．电功 W UIt
２．焦耳热 Q I 2Rt
３．电功率 P W UI
４．热功率P Qt I 2R ５．纯电阻电路t与非纯电阻电路的区别
６．欧姆定律的适用条件
(3)用电器的额定功率与实际功率。
二、焦耳定律
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
热功率：单位时间内导体的发热功率
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能WBiblioteka 指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
非纯电阻电路:
欧姆定律不适用：I＜U/R
解:
R U 0.3 1
I 0.3
P UI 1.6W
P热 I 2R 0.64W P P热 60%
P
例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
《焦耳定律》 知识清单
《焦耳定律》知识清单一、焦耳定律的发现在电学的发展历程中，焦耳定律的发现具有重要的意义。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）通过大量的实验和观察，揭示了电流通过导体时产生热量的规律。
焦耳在实验中，使用了不同的电阻、电流和通电时间，精确地测量了产生的热量。
他的坚持不懈和严谨的科学态度，为我们带来了这一重要的电学定律。
二、焦耳定律的内容焦耳定律指出：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
数学表达式为：Q ＝ I²Rt 。
其中，Q 表示热量，单位是焦耳（J）；I 表示电流，单位是安培（A）；R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t 表示通电时间，单位是秒（s）。
这个定律告诉我们，当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量就越多。
三、焦耳定律的推导我们可以从电能转化为热能的角度来推导焦耳定律。
当电流通过导体时，电能转化为热能。
假设在时间 t 内，电流 I 通过电阻 R 的导体，根据电功的公式 W ＝ UIt ，而对于纯电阻电路，欧姆定律 U ＝ IR 成立。
将 U ＝ IR 代入 W ＝ UIt 中，得到 W ＝ I²Rt 。
因为电能全部转化为热能，所以产生的热量 Q 等于电功 W ，即 Q ＝ I²Rt 。
四、焦耳定律的应用1、电热器生活中常见的电热器，如电热水器、电暖器、电饭锅等，都是利用焦耳定律工作的。
这些电器通过电阻丝将电能转化为热能，从而为我们提供所需的热量。
在设计和选择电热器时，需要根据焦耳定律来考虑电阻的大小、电流的强度和工作时间，以达到所需的加热效果。
2、电路中的发热问题在电路中，电阻的存在会导致电流通过时产生热量。
如果电流过大或电阻过高，产生的热量可能会损坏电路元件，甚至引发火灾。
因此，在电路设计和使用中，需要合理控制电流和电阻，以避免过热带来的问题。
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ppt课件
A.洗衣机
B.电暖气
C.电风扇
D.电视机
2.关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是( D )
2
A.根据 Q=I Rt 可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据 Q= t 可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少
C.根据 Q=UIt 可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关
2
D.根据 Q=I Rt 可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
C.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面高度差比左边U形管内的液面高度差大
焦耳定律及应用
[典例2](2021天门)如图所示,电源电压为6 V,定值电阻R1、R2 的阻值分别为12 Ω、18 Ω,
闭合开关S。求:
(1)当S1闭合、S2接1时,通过R1的电流。
因可能是 透明容器密闭性不好(或透明容器漏气或对应电阻丝短路) 。
[针对训练1]小远同学利用如图所示装置完成“电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有
关”的探究实验。
(1)通电后观察甲、乙两个实验装置,可以得出结论:在
时, 电阻 越大,产生热量越多。
电流和通电时间
一定
(2)若要探究电流对电热的影响,应选择观察 甲、丙 两个实验装置。
示。求:
(1)小灯泡的额定功率。
甲
解析:(1)由图象可知,当灯泡电压为额定电压2.5 V时,其电流为0.3 A,
故灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
答案:(1)0.75 W
乙
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值。
解析:(2)当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为 UR=U-UL=4 V-2.5 V=1.5 V,
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。
2.5焦耳定律
二、电热和热 功率
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:单位时间内的发热量通常称为热功率
Q 2 I R P t
纯电阻电路:
R
I=U/R
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能!
电功
W IUt
例2、对计算任何用电器的热功率都适用的公式是 ( ) AD 2 U 2 Ｂ．P Ａ． P I R R
Ｃ． P UI
Q Ｄ． P t
例3、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两 端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台 电动机每分钟所做的机械功有多少? 解:据能量守恒定律得: IUt = I2Rt +W 故电动机每分钟所做的机械功为: W=(IU-I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60 J =6.5×104 J
思考；某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时 的电动机消耗的功率为多少？
（4）单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kW· h＝3.6×106J
说明：W=UIt适用于所有电路中电功的计算
2.电功率
2.电功率 （1）定义：单位时间内电流所做的功
（2）公式：P=IU
（3）单位：[SI]瓦特 W KW
（4）物理意义：表示电流做功的快慢 说明：P=UI适用于所有电路中电功率的计算
电功
→
电热
Q
=
M
I2Rt
非纯电阻电路:
I＜U/R
说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻 电路！
→ 电热+其它形式的能
W
Q
W其
指转化为 内能的那 部分电能!
高中物理焦耳定律
1、串联：
①电流处处相等 ②电压：U=U1+U2+U3+ ③电阻：R=R1+R2+R3+ ④电压分配：与电阻成正比
U1 U2 U3 I R1 R2 R3
⑤功率分配：与电阻成正比
2、并联：①各支路电压相等
②电流：I I1 I2 I3
1
③电阻：R
=
1 R1
1 R2
1 R3
④电流分配：与电阻反比
⑤功率分配：与电阻反比
R 注意：R变大
总 变大
R R1 R2 R1 R2
111 I1:I2:I3 =P1:P2:P3 = R1 : R2 : R3
一、电功
1、定义：电场力对自由电荷所做的功。
2、W qU UIt
3、单位：焦耳（J）、度→千瓦时(KW·h) 1度 =1000W·3600S=3.6×106J
4、功能关系： ： 电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程。
纯电阻 电流流过电炉
电能
电流流过电解槽
非பைடு நூலகம்纯
电能
电
阻 电流流过电风扇
电能
I=U/R适用
2、非纯电阻电路：（电动机）
电功 其它形式能 热量（内能）
电功W UIt
电热Q I2Rt
W W机 Q
有用机械功 W机 UIt I2Rt UIt I2Rt
特别提醒：
1、对于非纯电阻电路（电动机），欧姆定律不适用
2、当通电电动机被卡不运转时，等同于纯电阻电路
串并联电路基本特点：
平方、导体的电阻和通电时间成正比。
Q I2Rt 单位：焦耳
2、 热功率：导体在单位时间内发出的热量。
P热 I2R
焦耳定律三个公式
焦耳定律三个公式焦耳定律是物理学中的一个基本定律，它描述了能量转化与能量守恒的关系。
具体来说，焦耳定律描述了热量转化为功的过程中能量守恒的原理。
焦耳定律有三个不同形式的公式，本文将详细介绍这三个公式。
1. 热量转化为功的焦耳定律热量转化为功的焦耳定律是焦耳定律最基础的形式，其表达式为：Q = W + ΔU其中，Q表示所添加的热量；W表示从系统中提取的功；ΔU表示系统内能的变化量。
这个公式表述了一个简单的物理原理：能量守恒。
当系统从外部吸收一定量的热量时，该热量可以被转化为功或者增加系统内部能量。
这个公式可以应用于许多情况下，例如，当我们用火炉加热锅中的水时，我们增加了系统内能，可以让水沸腾。
在这种情况下，由于没有对外做功（锅内没有物体移动或分离），W=0，所以热量转化为增加系统内能。
2. 功转化为热量的焦耳定律功转化为热量的焦耳定律是焦耳定律的另一种表述方式，其表达式为：W = Q - ΔU其中，W表示系统对外做的功；Q表示从环境中吸收的热量；ΔU表示系统内部能量的变化量。
这个公式表明，当系统对外做功时，会减少其内部能量，导致其温度下降。
当外部对系统施加了力，使其进行位移或者分离时，系统就会对外做功。
按照这个公式，当系统对外做功时，所释放的热量等于从环境中吸收的热量减去系统内部能量的变化量。
3. 热机效率的焦耳定律热机效率是指向环境放出的能量与该热机从高温热源处输入的能量之比。
热机效率的焦耳定律可以表示为:η = W/Qh其中，η是热机效率；W表示系统对外做的功；Qh表示从高温热源中吸收的热量。
热机效率的公式通常应用于热机的情况，例如汽车发动机或蒸汽轮机。
在这些情况下，热机从高温热源中吸收热量，部分热量被转化为功，剩余部分被释放到低温热源中。
热机效率就是用来衡量这些能量转换的效率的。
综上所述，焦耳定律是一个非常基础和重要的物理定律，其三种不同的形式都具有广泛的应用范围。
这些公式不仅在物理学中有重要作用，而且在其他学科领域中也有广泛的应用。
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焦耳定律
焦耳定律概念
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。
1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律内容：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。
焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。
遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量;比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。
焦耳定律公式
对应的物理公式：
其中Q指热量，单位是焦耳(J)，I指电流，单位是安培(A)，R指电阻，单位是欧姆(Ω)，t 指时间，单位是秒(s)，以上单位全部用的是国际单位制中的单位。
纯电阻电路中，推导公式有：
需要注明的是，焦耳定律公式推导式W=UIt只适用于纯电阻电路，即只有在像电热器这样的电路中才可用。
焦耳定律的使用
电流通过导体时会产生热量，这叫做电流的热效应，而电热器是利用电流的热效应来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。
电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。
焦耳定律的使用
焦耳定律在串联电路中的运用：在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时，产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用：在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=PT=U ²t/R，当U一定时，R越大则Q越小。