高二物理 焦耳定律

快不一定多，还与时间有关 定义式 UI=P电>P热=I2R 定义式
例2
二、纯电阻电路中的功率分配及 计算
例2 额定电压都是110 V，额定功
率PA＝100 W，PB＝40 W的灯泡两 盏,若接在电压为220 V的电路上，
使两盏灯炮均能正常发光，且消耗
功率最小的电路是
( C)
学案6 焦耳定律
R
U2 P
Ｃ．P UI
Ｄ．P W t
应用与分析
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．P-P2r/U2
分析
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所以正确的是 （C）
解析 (1)电动机的输入功率 P电＝UI＝120×10 W＝1 200 W. (2)电动机的发热功率 P热＝I2r＝102×1 W＝100 W. (3)输出的机械功率 P机＝P电－P热＝1 200 W－100 W ＝1 100 W.
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
面的电荷量 q It 则电场力做功 W qU 即：W IUt
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 IUt
适用于任何电路的电功的计算
2.电功的单位：是焦（J），常用单位有千瓦时（ kW·h）.
C.P＝IU D.P＞I2(R1＋R2)
课堂练习
2、微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω， 当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且 能正常工作．求：
(1)它的额定输入功率多大？ (2)工作时由导线发热损失的功率多大？ (3)它的最大输出功率多大？
解析：电动机正常工作时是非纯电阻电路，计算 只能根据定义式： (1)额定输入功率
1kW·h＝3.6×106J
2．电功率：单位时间内电流所做的功
P W IU t
（1）物理意义：电功率表示电流做功的快慢 （2）单位：瓦（W），千瓦（kW）．
二、焦耳定律
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
表达式： Q I 2 Rt
热功率： P Q I 2R t
内能+其他能 W Q E其他
IUt I2Rt E其他
学案6 焦耳定律
例1
一、电功、电热 电功率、热功率公式的比较
例 1 下列关于电功、电功率和焦耳定 律的说法中正确的是( ) A.电功率越大，电流做功越快，电路中 产生的焦耳热一定越多 B.W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I2Rt ＝UR2t 只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UI>I2R D.焦耳热 Q＝I2Rt 适用于任何电路
焦耳定律
学习目标
１．电功 W IUt
２．焦耳热 Q I 2Rt
３．电功率 P W IU t
４．热功率 P Q I 2R t
５．纯电阻电路与非纯电阻电路的区别
举例说明用电器是将电能转化成其他形式的能量
电饭锅 电风扇 白炽灯
电能转化成内能 电能转化成内能和机械能 电能转化成内能和光能
一、电功和电功率
非纯电阻电路 P≠U2/R
规律总结 电动机的功率
电动机的总功率(输入功率)： P入＝UI.
电动机的热功率 P热＝I2r. 电动机的输出功率(机械功率)： P出＝UI－I2r. 电动机的效率： η＝PP入出＝UIU－II2r＝1－IUr
学案6 焦耳定律
一台电动机内阻为1 Ω，接到120 V 的电源上．当电动机工作时，电流 为10 A．问： (1)电动机输入功率是多少？ (2)电动机发热功率是多少？ (3)输出的机械功率是多少？
适用于一切电路的电生热问题
完成表格思考电功和电热的内在联系和区别
用
电 电阻
电 工电 电
器 性质 U额 I额 阻 作 功 热 时
间
P电 P热
电纯 热电 丝阻
220V 4.4A 50Ω 1min 58080J 58080J 968w 968w
电1min 66000J 600J 1100w 10w
课堂练习 1、家庭用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机 带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头
发吹干，设电动机线圈的电阻为R1，它与电阻为R2
的电热丝相串联，接到交流电源上．电吹风两端电
压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，如图
所示，以下结论正确的是( CD )
A.P＞IU B.P＝I2(R1＋R2)
RA
RB
A、B选项中灯泡不能正常发光
等效为B′ ，电压、电流与A灯相同 所以功率也相等，两灯可以正常发 光，P总=200W
滑动变阻器的有效电阻 等于A、B的并联电阻, 两灯可以正常发光，
P总=280W
学案6 焦耳定律
三、非纯电阻电路的特点及计算
例3 如图所示的电路中，电源电压为 60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机 的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出 功率．
三、非纯电阻电路的电功和电热的计算 例：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 =6.5×104 J
P额＝UI＝2×0.8 W＝1.6 W
(2)电动机发热功率
P热＝I2R＝(0.8)2×1 W＝0.64 W
(3)根据能的转化与守恒，电动机的最大输出功率
P出＝P额－P热＝0.96 W.
答案：(1)1.6 W (2)0.64 W (3)0.96 W
小结：
电流 做功 电 能
内能 W Q
I U R
IUt I2 Rt U 2 t R
非纯 电阻
纯电 阻
I U 不成立 R
I U R
W Q E其他
W IUt
W Q
IUt I 2Rt E其他 P IU P热 P其他
IUt I2 Rt U 2 t R
U2 P IU P热 R
应用与分析
1、对计算任何用电器的电功率都适用的公式（
） CD
Ａ．P I 2R
Ｂ．P U 2 R