第二章 第5节 焦耳定律
UR 50 则电路中的电流 I＝ R ＝10 A＝5 A
电动机消耗的功率为
P＝I UM＝5×100 W＝500 W 电动机线圈电阻 r 的发热功率为 P热＝I2r＝25 W 则电动机输出的机械功率为 P机＝P－P热＝500 W－25 W＝475 W.
5．(双选)关于电功，下列说法中正确的有( AC ) A．电功的实质是电场力所做的功 B．电功是电能转化为内能 C．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过 程 D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
知识点 1 电功和电功率
水流可以做功，例如水流可以推动水轮机做功，电流也可 以做功吗？给小电动机通电，电动机转起来，可以把砝码提起． 这个实验表明：电流是可以做功的．这时，一方面电动机消耗 电能，同时砝码的机械能增加．所以，在电流通过电动机做功 的过程中，电能转化为机械能．大量实验结果证明：在通电时 间相同的情况下，电压越大，电流越大，砝码被提升得越高， 表示电流做的功越多．如果保持电压和电流不变，通电时间越 长，砝码被提升得越高，电流做的功就越多．
2．联系
(1)在纯电阻电路中，电功与电热相等，即 W＝Q＝IUt＝I2Rt
2 U ＝ t. R
(2)在非纯电阻电路中，电流做功将电能除转化为内能外， 还转化为机械能、化学能等，电功大于电热，即 W＝Q＋E其他， 这时电功只能用 W＝IUt 计算，电热只能用 Q＝I2Rt 计算，两式 不能通用．
【例 3】一台电动机电阻为 0.5 Ω，正常工作时通过的电流 为 20 A，在 10 s 内转化的机械能为 4.2×104 J，求：在这 10 s 内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？ 解：电动机产生的热量为 Q＝I2Rt＝2.0×103 J 根据 W＝Q＋E机，得
电功和电热的区别与联系 1．区别 (1)电功是从电场理论出发的概念，是电能减小的量度，所 以不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，W＝IUt 总是成立的． (2)电热是电路中的热现象(电流的热效应)，是电能转化的 一部分，焦耳定律 Q＝I2Rt 是专门计算电热的实验定律，用 Q ＝I2Rt 来计算电热，不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都 是适用的．
图 2－5－2 A．10 W C．20 W B．15 W D．30 W
知识点 2
焦耳定律
在纯电阻元件中电能完全转化成内能，如电炉、电熨斗、 电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等．由纯电阻元件构成的电路叫做 纯电阻电路．在非纯电阻元件中，电流做功除转化为内能外， 还转化为机械能、化学能等．由非纯电阻元件构成的电路叫做 非纯电阻电路．
3．纯电阻电路和非纯电阻电路
电路类型 纯电阻电路 非纯电阻电路 除电阻外还包括能把电能转 化为其他形式的能的用电器 不遵循欧姆定律， 由 IUt＝I 2Rt U ＋W 其他知，U >IR 或 I< R 电流做功转化为内能和其他
元件特点 电路中只有纯电阻元件 是否遵循 欧姆定律 U R
遵循欧姆定律，I ＝
电场力做的功叫做电功，电场力做功使电荷定向移动产生 电流．电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器 时都要做功．但在相同时间内，电流通过不同用电器所做的功， 一般并不相同．例如，在相同的时间内，电流通过电动机车的 电动机所做的功，要显著地大于通过电扇的电动机所做的功． 为了表示电流做功的快慢，物理学中引入了电功率的概念．
W ． 是______ 快慢 ． ④物理意义：表示电流做功的________
1．电功的理解 (1)从力的角度，电功的实质是电场力对电荷做功． (2)从能的角度，电功是电流通过一段电路时，电能转化为 其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度．电流 做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能． 2．公式的适用范围：W＝qU＝IUt 适用于任何电路．
电流 I1＝I2＋I3＝3I3，所以 I1∶I3＝3∶1，U1∶U3＝2∶3，A 正
D 正确． 答案：AD
确，B 错误；根据 P＝I2R，可得 P1∶P2∶P3＝2∶2∶1，C 错误，
【触类旁通】 1．三个同样的电阻连接成如图 2－5－2 所示的电路，它们 的额定功率均为 10 W，这个电路允许消耗的最大功率是( B )
UI 计算电功和电功率；用 Q＝I2Rt 及 P热＝I2R 计算电热和热功
率． (2)对于含有电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻电
路，电动机不转时是纯电阻电路．
【触类旁通】 2．一电动机线圈的电阻为 1 Ω，线圈两端所加电压为 2 V 时，电流为 0.8 A，电动机正常工作． (1)在求电动机正常工作 1 min 所消耗的电能时，有以下两
3．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 ． ________ I2Rt (2)表达式：Q＝________. 4．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，表达式 Q I2R 为 P＝________ ＝________. t
讨论： 等于 填“大于”、 (1)在纯电阻电路中，电流所做的功________( IUt “小于”或“等于”)产生的电热，电热 Q＝ ________；而在非 纯电阻电路中，电流做功所消耗的电能除部分转化为内能外，
大于 还要转化为机械能、化学能等．此时，电功 W___．常用单位是千瓦时 (kW· ______ h) ， 也称为“度 ”.1度＝
3.6×106 J.
(2)电功率．
电流所做的功 跟完成这些功____________ 所用时间 ①定义：_________________
的比值叫做电功率．
W IU t ②表达式：P＝______ ＝______.
瓦特 ，符号 ③单位：在国际单位制中，电功率的单位是______
(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过 电风扇的电流为 U 220 I＝ ＝ 20 A＝11 A R 电动机消耗的电功率 P＝IU＝11×220 W＝2 420 W 电动机发热功率 P 内＝I2R＝112×20 W＝2 420 W.
题后反思：(1)在非纯电阻电路中，只能用 W＝UIt 和 P＝
图 2－5－1
A．经 R1 和 R3 的电流之比 I1∶I3＝3∶1 B．R1 两端的电压和 R3 两端的电压之比 U1∶U3＝4∶9 C．三个电阻消耗的电功率之比 P1∶P2∶P3＝2∶1∶2 D．三个电阻消耗的电功率之比 P1∶P2∶P3＝2∶2∶1
解析：根据欧姆定律及并联电路的电压关系，可知通过电 阻 R2、R3 的电流 I2、I3 的关系为 I2∶I3＝2∶1，通过电阻R1 的
电流做功全部 转化为内 能量转化
2
举例
能，即 W＝Q＝IUt＝I Rt 形式的能，即 W＝Q ＋ W 其他， 2 U 其中 W＝IUt，电热 Q＝I2Rt ＝ t R 电阻、电炉、白炽灯 电动机、电解槽、日光灯
【例 2】一台电风扇，内阻为 20 Ω，接上 220 V 电压后， 消耗功率 66 W，求： (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
3．串、并联电路中的电功率 P1 P2 (1)串联电路：由 P＝I R 知 ＝ ＝„＝I2，电阻越大，功 R1 R2
2
率越大． 消耗的总功率 P 总＝UI＝(U1＋U2＋„＋Un)I＝U1I＋U2I ＋„＋UnI＝P1＋P2＋„＋Pn. U2 (2)并联电路： 由 P＝ 知 P1R1＝P2R2＝„＝U2， 电阻越小， R 功率越大． 消耗的总功率 P 总＝UI＝U(I1＋I2＋„＋In)＝UI1＋UI2 ＋„＋UIn＝P1＋P2＋„＋Pn.
5
焦耳定律
电能 转化为其他形式能的数量； 1．电流做功的多少等于______ 自由电荷 的 所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对____________ 静电力 在做功，电荷的________ 电势能 减少，其他形式的能在增 __________ IUt 加；表达式为 W＝______________. 2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率，表达式 W IU 为 P________ ＝________. t
4．用电器的额定功率和实际功率 (1)额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是 用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率． (2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．为了保证 用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率．
【例1】(双选)图 2－5－1 中 R1＝4 Ω，R2＝9 Ω，R3＝18 Ω， 通电后( )
种不同的解法： 解法一：W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J
解法二：W＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由．
(2)求电动机正常工作 1 min 所转化的机械能是多少？
解：(1)解法一对．因为电动机工作时电能没有全部转化为 内能，而大部分转化为机械能．解法二求出的是电动机工作时 产生的电热，只占所消耗电能的一部分． (2)电动机工作 1 min 消耗的电能为 W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J 电动机工作 1 min 产生的电热为 Q＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 电动机工作 1 min 转化成的机械能为 W机械＝W－Q＝96 J－38.4 J＝57.6 J.
讨论： (1)电功． 电场力 ①定义：__________ 对电荷做的功，叫做电功． qU ＝________ IUt ②表达式：W＝________ ，这表示电流在一段 电压 U 、电路中的 电路 中所做的 功等于这 段电路两 端的________
电流 I 和______________ 通电时间 t 的乘积． ________ 焦耳 ，符号是 ③单位：在国际单位制中，电功的单位是______
(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. (3)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为
电动机消耗的功率为
P＝I UM＝5×100 W＝500 W 电动机线圈电阻 r 的发热功率为 P热＝I2r＝25 W 则电动机输出的机械功率为 P机＝P－P热＝500 W－25 W＝475 W.
5．(双选)关于电功，下列说法中正确的有( AC ) A．电功的实质是电场力所做的功 B．电功是电能转化为内能 C．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过 程 D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
知识点 1 电功和电功率
水流可以做功，例如水流可以推动水轮机做功，电流也可 以做功吗？给小电动机通电，电动机转起来，可以把砝码提起． 这个实验表明：电流是可以做功的．这时，一方面电动机消耗 电能，同时砝码的机械能增加．所以，在电流通过电动机做功 的过程中，电能转化为机械能．大量实验结果证明：在通电时 间相同的情况下，电压越大，电流越大，砝码被提升得越高， 表示电流做的功越多．如果保持电压和电流不变，通电时间越 长，砝码被提升得越高，电流做的功就越多．
2．联系
(1)在纯电阻电路中，电功与电热相等，即 W＝Q＝IUt＝I2Rt
2 U ＝ t. R
(2)在非纯电阻电路中，电流做功将电能除转化为内能外， 还转化为机械能、化学能等，电功大于电热，即 W＝Q＋E其他， 这时电功只能用 W＝IUt 计算，电热只能用 Q＝I2Rt 计算，两式 不能通用．
【例 3】一台电动机电阻为 0.5 Ω，正常工作时通过的电流 为 20 A，在 10 s 内转化的机械能为 4.2×104 J，求：在这 10 s 内电流做了多少功？电动机产生的热量为多少？ 解：电动机产生的热量为 Q＝I2Rt＝2.0×103 J 根据 W＝Q＋E机，得
电功和电热的区别与联系 1．区别 (1)电功是从电场理论出发的概念，是电能减小的量度，所 以不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，W＝IUt 总是成立的． (2)电热是电路中的热现象(电流的热效应)，是电能转化的 一部分，焦耳定律 Q＝I2Rt 是专门计算电热的实验定律，用 Q ＝I2Rt 来计算电热，不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都 是适用的．
图 2－5－2 A．10 W C．20 W B．15 W D．30 W
知识点 2
焦耳定律
在纯电阻元件中电能完全转化成内能，如电炉、电熨斗、 电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等．由纯电阻元件构成的电路叫做 纯电阻电路．在非纯电阻元件中，电流做功除转化为内能外， 还转化为机械能、化学能等．由非纯电阻元件构成的电路叫做 非纯电阻电路．
3．纯电阻电路和非纯电阻电路
电路类型 纯电阻电路 非纯电阻电路 除电阻外还包括能把电能转 化为其他形式的能的用电器 不遵循欧姆定律， 由 IUt＝I 2Rt U ＋W 其他知，U >IR 或 I< R 电流做功转化为内能和其他
元件特点 电路中只有纯电阻元件 是否遵循 欧姆定律 U R
遵循欧姆定律，I ＝
电场力做的功叫做电功，电场力做功使电荷定向移动产生 电流．电流不仅通过电动机时做功，通过电灯、电炉等用电器 时都要做功．但在相同时间内，电流通过不同用电器所做的功， 一般并不相同．例如，在相同的时间内，电流通过电动机车的 电动机所做的功，要显著地大于通过电扇的电动机所做的功． 为了表示电流做功的快慢，物理学中引入了电功率的概念．
W ． 是______ 快慢 ． ④物理意义：表示电流做功的________
1．电功的理解 (1)从力的角度，电功的实质是电场力对电荷做功． (2)从能的角度，电功是电流通过一段电路时，电能转化为 其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度．电流 做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能． 2．公式的适用范围：W＝qU＝IUt 适用于任何电路．
电流 I1＝I2＋I3＝3I3，所以 I1∶I3＝3∶1，U1∶U3＝2∶3，A 正
D 正确． 答案：AD
确，B 错误；根据 P＝I2R，可得 P1∶P2∶P3＝2∶2∶1，C 错误，
【触类旁通】 1．三个同样的电阻连接成如图 2－5－2 所示的电路，它们 的额定功率均为 10 W，这个电路允许消耗的最大功率是( B )
UI 计算电功和电功率；用 Q＝I2Rt 及 P热＝I2R 计算电热和热功
率． (2)对于含有电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻电
路，电动机不转时是纯电阻电路．
【触类旁通】 2．一电动机线圈的电阻为 1 Ω，线圈两端所加电压为 2 V 时，电流为 0.8 A，电动机正常工作． (1)在求电动机正常工作 1 min 所消耗的电能时，有以下两
3．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 ． ________ I2Rt (2)表达式：Q＝________. 4．热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率，表达式 Q I2R 为 P＝________ ＝________. t
讨论： 等于 填“大于”、 (1)在纯电阻电路中，电流所做的功________( IUt “小于”或“等于”)产生的电热，电热 Q＝ ________；而在非 纯电阻电路中，电流做功所消耗的电能除部分转化为内能外，
大于 还要转化为机械能、化学能等．此时，电功 W___．常用单位是千瓦时 (kW· ______ h) ， 也称为“度 ”.1度＝
3.6×106 J.
(2)电功率．
电流所做的功 跟完成这些功____________ 所用时间 ①定义：_________________
的比值叫做电功率．
W IU t ②表达式：P＝______ ＝______.
瓦特 ，符号 ③单位：在国际单位制中，电功率的单位是______
(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过 电风扇的电流为 U 220 I＝ ＝ 20 A＝11 A R 电动机消耗的电功率 P＝IU＝11×220 W＝2 420 W 电动机发热功率 P 内＝I2R＝112×20 W＝2 420 W.
题后反思：(1)在非纯电阻电路中，只能用 W＝UIt 和 P＝
图 2－5－1
A．经 R1 和 R3 的电流之比 I1∶I3＝3∶1 B．R1 两端的电压和 R3 两端的电压之比 U1∶U3＝4∶9 C．三个电阻消耗的电功率之比 P1∶P2∶P3＝2∶1∶2 D．三个电阻消耗的电功率之比 P1∶P2∶P3＝2∶2∶1
解析：根据欧姆定律及并联电路的电压关系，可知通过电 阻 R2、R3 的电流 I2、I3 的关系为 I2∶I3＝2∶1，通过电阻R1 的
电流做功全部 转化为内 能量转化
2
举例
能，即 W＝Q＝IUt＝I Rt 形式的能，即 W＝Q ＋ W 其他， 2 U 其中 W＝IUt，电热 Q＝I2Rt ＝ t R 电阻、电炉、白炽灯 电动机、电解槽、日光灯
【例 2】一台电风扇，内阻为 20 Ω，接上 220 V 电压后， 消耗功率 66 W，求： (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
3．串、并联电路中的电功率 P1 P2 (1)串联电路：由 P＝I R 知 ＝ ＝„＝I2，电阻越大，功 R1 R2
2
率越大． 消耗的总功率 P 总＝UI＝(U1＋U2＋„＋Un)I＝U1I＋U2I ＋„＋UnI＝P1＋P2＋„＋Pn. U2 (2)并联电路： 由 P＝ 知 P1R1＝P2R2＝„＝U2， 电阻越小， R 功率越大． 消耗的总功率 P 总＝UI＝U(I1＋I2＋„＋In)＝UI1＋UI2 ＋„＋UIn＝P1＋P2＋„＋Pn.
5
焦耳定律
电能 转化为其他形式能的数量； 1．电流做功的多少等于______ 自由电荷 的 所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对____________ 静电力 在做功，电荷的________ 电势能 减少，其他形式的能在增 __________ IUt 加；表达式为 W＝______________. 2．电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率，表达式 W IU 为 P________ ＝________. t
4．用电器的额定功率和实际功率 (1)额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是 用电器加上额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率． (2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．为了保证 用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率．
【例1】(双选)图 2－5－1 中 R1＝4 Ω，R2＝9 Ω，R3＝18 Ω， 通电后( )
种不同的解法： 解法一：W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J
解法二：W＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由．
(2)求电动机正常工作 1 min 所转化的机械能是多少？
解：(1)解法一对．因为电动机工作时电能没有全部转化为 内能，而大部分转化为机械能．解法二求出的是电动机工作时 产生的电热，只占所消耗电能的一部分． (2)电动机工作 1 min 消耗的电能为 W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J 电动机工作 1 min 产生的电热为 Q＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 电动机工作 1 min 转化成的机械能为 W机械＝W－Q＝96 J－38.4 J＝57.6 J.
讨论： (1)电功． 电场力 ①定义：__________ 对电荷做的功，叫做电功． qU ＝________ IUt ②表达式：W＝________ ，这表示电流在一段 电压 U 、电路中的 电路 中所做的 功等于这 段电路两 端的________
电流 I 和______________ 通电时间 t 的乘积． ________ 焦耳 ，符号是 ③单位：在国际单位制中，电功的单位是______
(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. (3)实质：电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为
合集下载
人教版 物理选修3-1第二章第五节 焦耳定律Joule-law
二、纯电阻电路和非纯电阻电路
1、纯电阻电路
将电能全部都转化为内能的电路。
2、非纯电阻电路
M
U I R
U 并非所有电能都转化为内能的电路。I R
三、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、公式
Q I Rt
2
——电热
电能转化成内能，适用于（非）纯电阻电路！ Q 3、热功率 P热 I 2 R 2 U t P热 U R I 纯电阻电路 R
例６：如图，电阻Ｒ１＝２０Ω，电动机的绕组 Ｒ２＝１０Ω。当电键Ｓ断开时，电流表的示数 是０.５Ａ，当电键Ｓ闭合后，电动机转动起来， 电路两端的电压不变，电流表的示数Ｉ和电路消 耗的电功率Ｐ应是（ ＢＤ ） Ａ。Ｉ＝１.５Ａ Ｂ。Ｉ＜１.５Ａ Ｃ。Ｐ＝１５Ｗ Ｄ。Ｐ＜１５Ｗ
例7、一直流电动机线圈内阻一定，用手握 住转轴使其不能转动，在线圈两端加的电压 为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两 端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正 常工作。求该电动机正常工作时，输入的电 功率是多少?电动机的机械功率是多少?
千瓦（kW）
这是计算电功率普遍适用的公式。
3）额定功率 用电器安全正常工作时消耗的功率。 实际功率 用电器在实际电压下工作时消耗的 功率。 注：P额是个定值，P实是个变值。P额≥P实！ 4）输入功率 用电器输入端的电压和电流之积。 输出功率 用电器输出端的电压和电流之积。
P UI
例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求： 1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 2. 电炉的电阻 解：1.由P=UI知，电炉正常工作时： I额=P额/U额 =1000/220A ≈4.5A 2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
高中物理 第2章 第5节 焦耳定律课件
消耗功率最小的电路是( )
链 接
【审题指导】(1)根据串联电路电阻的分压特点可知，电压相等
时，电阻也要相等．
(2)已知电源相等，根据公式P＝
U2 R
可知，电路中电阻越大，消
耗的功率越小，先根据公式P＝
U2 R
分别求出灯泡A和灯泡B的电阻，
栏
目
再求出A、B、C、D图总电阻进行比较，即可得出结论．
链 接
链接——生活中的素材 北京市教委透露，2016 年高考改革要点中，语文从 150 分上调到 180 分。 高考语文分数增加 30 分，这不仅是一种简单的分值调整，意味着高考指挥棒的 价值导向终于进行了调整和偏转：语文学科在基础教育中的重要性得到了强化。 这会让孩子们学习语文、学习国语的积极性、自觉性和趣味性，得到空前推进 和提升，正如歌曲《中国话》所唱到的，“最爱说的话永远是中国话，字正腔圆 落地有声说话最算话；最爱写的字是先生教的方块字，横平竖直堂堂正正做人 要像它”。高考语文分数增加，可以让祖国语言文字自豪感、民族文化自豪感、 民族文化自信力，得到现代化的继承和发扬光大。
栏
能转化为其他形式的能的多少．电功的表达式 W＝UIt 以及电功率 P
目 链
接
＝UI 适用于所有电流做功和功率的计算．
►尝试应用
1．关于电功，下列说法中正确的是(D)
A．用电器通电的时间越长，电流做的功一定越多
栏
B．通过用电器的电流越大，电流做的功一定越多
目 链
接
C．用电器两端的电压越大，电流做的功一定越多
为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来进行计算．
►尝试应用
2．一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Ω.正常工作时，
焦耳定律ppt课件
Q I2R t
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．
纯电阻电路: 电能
W
UIt
→ 内能
Q
=
I2Rt
I=U/R
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
W
Q+W其他
UIt ＞ I2Rt
欧姆定律不适用于 非纯电阻电路
I＜U/R
纯电阻电路:
电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三 者的乘积 ．
Q I 2 Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
纯电阻电路：只含有电热元件（电炉、电烙铁、白炽灯、 转子被卡住的电动机）的电路(电能全部转化为内能)．
非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在 发生化学反应的电路（只有部分电能转化为内能）．
（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： 额定功率：用电器在额定电压下工作的功率 实际功率：用电器在实际电压下工作的功率
几种常见家用电器的额定功率
二、焦耳定律
1. 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转
电能
W
→ 内能
Q
I=U/R
UIt
=
I2Rt
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R =
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
W
UIt ＞
电功：W= UIt
电功率：P=UI
Q+W其他 I2Rt
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．
纯电阻电路: 电能
W
UIt
→ 内能
Q
=
I2Rt
I=U/R
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
W
Q+W其他
UIt ＞ I2Rt
欧姆定律不适用于 非纯电阻电路
I＜U/R
纯电阻电路:
电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三 者的乘积 ．
Q I 2 Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
纯电阻电路：只含有电热元件（电炉、电烙铁、白炽灯、 转子被卡住的电动机）的电路(电能全部转化为内能)．
非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在 发生化学反应的电路（只有部分电能转化为内能）．
（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： 额定功率：用电器在额定电压下工作的功率 实际功率：用电器在实际电压下工作的功率
几种常见家用电器的额定功率
二、焦耳定律
1. 在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转
电能
W
→ 内能
Q
I=U/R
UIt
=
I2Rt
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R =
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
W
UIt ＞
电功：W= UIt
电功率：P=UI
Q+W其他 I2Rt
人教版高二物理选修3-1第二章第五节-焦耳定律(27ppt)-(1)
C．P2r/U2 D．P-P2r/U2
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
4．电功率和热功率的区别与联系
（1）区别： 电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上
消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过 的电流强度的乘积；
热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决 定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的 乘积． （2）联系：
2.电炉的电阻： R=U额2/P额 =2202/1000Ω =48.4Ω
探究实验：
给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流 表各 1 只、导线若干。
请你设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇工 作时总功率(电功率）和输出的机械功率。
物理 电 压
量 运
U
行情况 （V）
电流 电阻
I
R
（A） （ Ω）
消耗的电功率为: P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:
W＝P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J
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?
在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地 与离子碰撞，把定向移动的功能传给离子，使
离子热运动加剧，将电能完全转化为内能．
1、电热
(1)、定义:电流通过导体产生的热量.
(2)、公式: Q=I2R t
推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt
Q=I2R t
欧姆定律：U=IR
2．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时产生的热量Q等于 电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时 间 t 三者的乘积 ．
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化 为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有 多少电能转化为其它形式的能。
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
•
1.学习可以彻底的改变自己，即使失 去原来 改变的 条件， 人也不 会退回 到原来 的样子 ，因为 经过“ 輮”。 人已经 脱离一 个旧我 ，变成 一个新 我.
电功=电热+其它形式的能量 即：ＵＩｔ＝Ｉ2Ｒｔ＋Ｅ其他
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
热功率
公 式 ： P热=Q/t=I2R 单 位 ： 瓦特，W ，常用单位 kW
《焦耳定律》课件人教版初中物理1
《焦耳定律》课件人教版初中物理1 《焦耳定律》课件人教版初中物理1
当液体相同，质量 相等时，Q与Δt成正
比，也就能得出电 流与Δt的关系或者 电流的平方与Δt的 关系。
实验数据展示
实验结论
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。
二、焦耳定律（实验定律）
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 电的时间成正比。
．
电荷量q=It 因为电场力做功W= W=qU 所以，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．
公式： W UIt
电流在一段电路上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．
单位：
在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦 时（kW·h）.
W＝UIt＝I2Rt P＝UI＝I2R Q＝I2Rt＝UIt＝W
【金版教程】2014年高中物理 第二章《第5节 焦耳定律》课件 新人教版选修3-1
不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都可以 用W＝UIt，功率都可以用P＝UI，热量都可以用Q＝I2Rt，热功 率都可以用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电 路．
典题研析 例1 [2014· 白鹭洲高二检测]某一用直流电动机提升重物的
装置，重物的质量m＝50 kg，电源电压为120 V．当电动机以v ＝0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A．(g ＝10 m/s2)求： (1)电动机线圈的电阻R等于多少？ (2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机线圈的电流 多大？电动机消耗的电功率又为多大？
2. 内容 电流流过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻 和 通电时间 3. 公式
2 I Q＝ Rt .
的乘积．
4．热功率 单位时间内发热的功率叫做热功率．热功率即电能转化为 Q 内能的功率，即P＝ t ＝I R.
[温馨提示]
电功W＝UIt适用于任何电路，在纯电阻电路
U 中，由于I＝ R ，所以在纯电阻电路中的电功可表示为W＝UIt＝
[思路点拨]
解答本题应明确以下三点：
(1)电动机正常工作时电路为非纯电阻电路． (2)明确电动机正常工作时，额定输入功率、发热功率、输 出功率的计算及三者之间的关系． (3)电动机不转动时相当于一个纯电阻电路．
[规范解答]
(1)电动机消耗的总功率P总＝UI，电动机的输
出功率等于机械功率P机＝Fv＝mgv，电动机的发热功率P热＝ I2R，而电动机消耗的总功率、热功率和输出功率之间的关系为 UI－mgv P总＝P热＋P机，所以P热＝P总－P机，则R＝ ＝6 Ω. I2
[答案]
(1)P1＝100 W，P2＝60 W,100 W的灯泡更亮
高中物理人教版选修3-1 第二章 第五节 焦耳定律
对于bc串联部分，由于电压相等，b 的电阻小，因此
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
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
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
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
蓄电池充电时，电能转化为化学能
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
阻
，求电炉A上的电压和它消耗的功率。
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
天一中学高二人教物理选修3-1 第二章 第5节 焦耳定律 学案+练习
高一物理导学案93：焦耳定律【学习目标】1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3．知道电功率和热功率的区别和联系。
4．知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。
【学习重点、难点】1．电功的概念及其计算；2．电功率的概念及其计算；3．焦耳定律，电功率和热功率的区别和联系。
【学习过程】问题1：电功的定义、公式和单位？问题2：电功率的定义、公式和单位？问题3：串联电路和并联电路中电功率的分配？例题1：课本P55，《问题与练习》第3题。
问题4：焦耳定律？电功率和热功率的区别和联系。
例题2：课本P54，例题1。
例题3：如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω, R=10Ω,U=160 V，电压表的读数为110 V，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？高一物理导学案93：焦耳定律（练习）班级______学号_______姓名_____ ___ 1．一只普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近：（）A．20A B. 2A C. 0.2A D. 0.02A2．关于三个公式①P=IU；②P=I2R；③P=U2/R,下列说法正确的是：（）A．公式①适用于任何电路的电热功率计算B．公式②适用于任何电路的电热功率计算C．公式①②③适用于任何电路的电热功率计算D ．上述没有一个是正确的3．有两个电阻R 1和R 2,且R 1>R 2,下列说法正确的是： （ ）A ．由公式P=I 2R 可知,电阻大的消耗的功率多,所以有P 1>P 2B ．由公式P=U 2/R 可知,电阻小的消耗的功率多,所以有P 1<P 2C ．由公式P=IU 可知,消耗的功率多少与电阻无关,所以有P 1=P 2D ．在所加电压相同的情况下,由公式P=U 2/R 可知,电阻小的消耗的功率多,所以有P 1<P 24．两只额定电压相同，额定功率之比为2∶1的电灯，若把它们串联在电路中，则它们消耗的实际功率之比为： （ ）A ．1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.1∶15．一台直流电动机的额定电压U ，额定功率为P ，电动机内阻为R ，那么电动机正常工作时的电流是： （ ）A ．.等于U/RB ．.等于P/UC ．大于U/RD ．大于P/U6.为使电热丝所消耗的功率变为原来的一半，应当： （ ） Ａ.使电阻减半，电压保持不变Ｂ.使电压减半，电阻保持不变Ｃ.使电压和电阻都减半Ｄ.使电压减小为原来的１／４，电阻不变7.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态.如图1所示是电饭锅电路原理示意图，S 是用感温材料制造的开关.下列说法中正确的是： （ ）A.其中R 2是供加热用的电阻丝B.当开关S 接通时电饭锅为加热状态，S 断开时为保温状态C.要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R 1∶Ｒ2应为2∶１D.要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R 1∶Ｒ2应为(2-1)∶１8．如图2所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知三个电阻的额定功率均为10W ，则AC 间允许消耗的最大功率是多少？9．电动机的额定电压是110V ，额定功率是2.2kW ，线圈的电阻是0.5Ω,求：（1）电动机正常工作时的电流多大？（2）1s 时间内线圈上产生的热量是多少？（3）1s 时间内转化的机械能有多少？（4）用此电动机提升质量为100kg 的重物，匀速运动时的速度多大？10．如图3所示的电路中，电炉电阻R =10Ω，电动机线圈电阻r =1Ω，电路两端电压U =100V ，图2图1电流表的示数为30A，问通过电动机的电流为多少？通电1分钟，电动机做的有用功是多少？11.某一用直流电动机提升重物的装置如图4所示，重物的质量m＝50 kg，稳定电压Ｕ＝110 V，不计各处摩擦，当电动机以ｖ＝0.90 ｍ／ｓ的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度Ｉ＝5 A，试计算电动机的线圈电阻为多少欧?（ｇ取10 m/s2）.图4。
第五节焦耳定律课件
焊接工艺
塑料加工
塑料加工过程中，利用焦耳定律产生 的热能使塑料熔化，再进行成型加工 。
在焊接过程中，利用焦耳定律产生的 热量熔化金属，实现金属的连接。
在科学实验中的应用
热传导实验
焦耳定律在热传导实验中用于研 究热量在不同物质之间的传递规
律。
热辐射实验
焦耳定律在热辐射实验中用于研究 热量在空间中的传递规律。
热力学实验
焦耳定律在热力学实验中用于研究 热量与物质状态变化之间的关系。
04
焦耳定律的拓展知识
焦耳定律与能量守恒定律的关系
焦耳定律与能量守恒定律是物理学中 的两个基本定律，它们之间存在密切 的联系。焦耳定律指出，在封闭电路 中，电阻器中产生的热量与电流、电 阻和时间成正比，而能量守恒定律则 表明，能量不能被创造或消灭，只能 从一种形式转化为另一种形式。因此 ，焦耳定律是能量守恒定律在电能和 热能之间转换的具体表现。
温度计
测量电阻丝的温度，确保实验 过程中温度的准确性。
恒温水槽
保持实验环境的温度稳定，以 减小环境温度对实验结果的影
响。
实验操作流程
准备实验器材
按照实验设备介绍准备 所需器材，并确保其完
好无损。
连接电路
将电源、电阻丝、温度 计和恒温水槽按照电路
图正确连接。
开始实验
打开电源，观察温度计 的读数变化，记录电阻 丝在不同时间点的温度
焦耳定律的基本概念
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻 器中产生的热量与电流、电阻和时间 成正比。
数学公式表示为：Q = I²Rt，其中Q表 示电阻器中产生的热量，I表示通过电 阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t 表示时间。
焦耳定律的意义
焦耳定律是电路分析和电力传输 领域的基本定律之一，是理解和 设计电子设备和电路的重要依据
人教版高中物理选修3-1第2章第5节焦耳定律(14张PPT)
P55. 2 、 3、 4
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
R为5Ω，电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A上的电思议 压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB为40Ω的电热展评 水壶B，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？ 检评
作业
首页
菜单
练“大习1小20：的V 顺四4W序个”排定，列值R这电B四、阻个R连D定的成值规图电格所阻为示，“并的1说0电V明路2理。W由”R。A。、请R按C 的消规耗格功为思 展 检 导率议 评 评 学
作业 首页
菜单
练习3：电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的导学
加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅思议
的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电阻丝。
展评
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？检评
说明理由。
作业
（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1与首页 R2的比值是多少？
菜单
电功表达式：
导学 思议
W qU
展评 检评
作业
q It
首页
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。
菜单
电功率表达式：
导学 思议
PW
展评 检评
t
作业
首页
电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段 电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。
第二章 恒定电流
作业
2020.10.02
主讲： 娄员俊
检评 展评
高二物理组
思议
导学
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页