2023學(xué)年完整公開課版焦耳定律

第三節(jié)焦耳定律一、電功和電功率如圖一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時(shí)間t內(nèi)通過這段電路任一橫截的電荷量．則電場(chǎng)力做功即：

1．電功：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡(jiǎn)稱為電功．電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積．在國際單位制中電功的單位是焦（J），常用單位有千瓦時(shí)（kW·h）.

1kW·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．幾種常見家用電器的額定功率

用電器29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺(tái)燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60二、電功率和熱功率1．電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程．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)化為熱能．

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．

純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)也是純電阻器件．

非純電阻電路：電路中含有電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路．

３．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．

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WQ+W其QUIt

I2RtI＜U/R說明：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!

指轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分電能!純電阻電路:非純電阻電路:電能→內(nèi)能電能→內(nèi)能+其它形式的能

QI2Rt

WUIt=I=U/R電功=電熱：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R電功率=熱功率：P=P熱

=UI=I2R=U2/RMWW

內(nèi)

+QQUIt＞I2RtI＜U/R電功：W=UIt電熱：Q=I2Rt電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R3．電功率與熱功率

（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率．決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積．

（2）聯(lián)系：對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率；對(duì)非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和．I額=P額/U額

=1000/220A≈4.5A例1：規(guī)格為“220V，1000W”的電爐，求：

1.電爐正常工作時(shí)，通過電阻絲的電流

2.電爐的電阻

2.電爐的電阻：

R=U額2/P額

=2202/1000Ω解：1.由P=UI知，電爐正常工作時(shí)：

=48.4Ω

例2：對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（

）

解析：電功率計(jì)算的普通公式為用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵等）有的是非純電阻用電器（例電動(dòng)機(jī)、電解槽等）．只有是在純電阻用電器的前提下，才可由

改寫電功率的表達(dá)式．

所以，正確選項(xiàng)為C、D．

小結(jié)：１．電功

３．電功率

４．熱功率

２．焦耳熱

A．第一個(gè)公式普遍適用于求電功率，后兩式普遍適用于求熱功率B．在純電阻電路中，三個(gè)公式既可適用于求電功率，又可適用于求熱功率C．在非純電阻電路中，第一個(gè)公式可適用于求電功率，第二個(gè)公式可用于求熱功率，第三個(gè)公式?jīng)]有意義D．由U＝IR可知，三個(gè)公式?jīng)]有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所求P既是電功率，也是熱功率BC2．(非純電阻電路)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同，都通過相同的電流，在相同時(shí)間內(nèi)(

)A．電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電動(dòng)機(jī)消耗的功率大于電爐的功率U>IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI>I2R.U＝IR，放熱Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R.ABD3．(非純電阻電路的特點(diǎn))如圖所示，直流電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，當(dāng)該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U，通過電動(dòng)機(jī)的電流為I，則

（）A．電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的發(fā)熱功率為I2RB．電動(dòng)機(jī)的機(jī)