第五節(jié) y焦耳定律

5、焦耳定律想想他們有什么共同點(diǎn)？1、電燈泡接入電路中，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡、電線的發(fā)熱卻不易察覺(jué),這是為什么?2、假如在照明電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)，這又是為什么？？想一想一、電功和電功率W=qUq=ItW=UIt例1、如圖表示很小的一段電路，電壓為U，電流為I，電子從左向右的定向移動(dòng)，用時(shí)間為t，則電場(chǎng)力做的功是多少？用電器消耗的電能是多少？1．電功：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱為電功．在國(guó)際單位制中電功的單位是焦（J），常用單位有千瓦時(shí)（kW·h）.W=UIt1kW·h＝3.6×106J2．電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功（１）一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中電流I的乘積．（２）電功率表示電流做功的快慢．（３）單位：在國(guó)際單位制中是瓦（W），常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW３．額定功率和實(shí)際功率：用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率，用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是實(shí)際功率．

用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才等于額定功率．電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？例2：通過(guò)燈泡的電流I，燈泡的電阻R，通電時(shí)間為t，求t時(shí)間內(nèi)電流做的功？t時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生的電熱是多少？解：電流做功為：W=UIt由歐姆定律得：I=U/R二、焦耳定律1、電路中的能量轉(zhuǎn)化電流做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程．電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

在真空中，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)，減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電荷的動(dòng)能；在金屬導(dǎo)體中，在電場(chǎng)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動(dòng)的動(dòng)能傳給離子，使離子熱運(yùn)動(dòng)加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R和通電時(shí)間t三者的乘積．焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路中的導(dǎo)體發(fā)熱．

三．熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R的乘積．例3、取一個(gè)玩具小電機(jī)，其內(nèi)阻R=1.0Ω，把它接在如圖電路中。（1）先夾住電動(dòng)機(jī)軸，閉合電鍵，電機(jī)不轉(zhuǎn)。使電壓表的示數(shù)為0.50V，記下電流表的示數(shù)為I=0.50A，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率。（2）再松開(kāi)夾子，使小電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.0V（此電壓為小電機(jī)的額定電壓），記下電流表的示數(shù)I=0.40A

，算出小電機(jī)消耗的電功率和熱功率分組討論上述計(jì)算結(jié)果，總結(jié)電功率與熱功率的區(qū)別和聯(lián)系取一個(gè)玩具小電機(jī)，其內(nèi)阻R=1.0Ω，把它接在如圖電路中。（1）電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，U=0.50V，I=0.50A（2）電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，U=2.0V，I=0.40A（1）P電=UI=0.50×0.50W=0.25WP熱=I2R=0.502×1.0W=0.25WP電=P熱（2）P電=UI=2.0×0.40W=0.80WP熱=I2R=0.402×1.0W=0.16WP電＞P熱純電阻電路:

電能→內(nèi)能

QI2Rt

WUIt=I=U/RM非純電阻電路:電能→內(nèi)能+其它形式的能WW

-QQUIt

I2RtI＜U/R說(shuō)明：歐姆定律不適用于非純電阻電路！＞指某段電路在某段時(shí)間內(nèi)消耗的全部電能!

Q指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能!電功等于電熱電功大于電熱練習(xí)：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈的電阻為0.4Ω，電壓為220V,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為5A，求電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功是多少？=6.54×104J解：W機(jī)=W電-W熱=IUt-I2rt練習(xí)：對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（

）

CD練習(xí)、加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（）

A．P

B．U2/r

C．P2r/U2D．P–P2r/U

C非純電阻電路中計(jì)算電功率只能用P=UI，

熱功率只能用P熱=I2R練習(xí)、微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3V的電壓時(shí)，通過(guò)電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的