高中物理电功和电功率--焦耳定律
沪科版高中物理 必修第三册 第七节 电功、电功率及焦耳定律 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图所示是一个电动玩具汽车的内部结构电路图，电源是由2节干电池组成，每节干电池的电动势均为1.5V，内阻均为0.5Ω，灯泡的额定电压为1V，额定电流为1A，电动机的内阻为0.5Ω。
若闭合开关S后，电动机和灯泡恰好都能正常工作，则电动机两端的电压为（）A．0.5V B．1V C．1.5V D．2V2. 位于钱塘江南岸的杭州奥体中心主体育场俗称“大莲花”。
为这朵“大莲花”调节温度的，不仅有中央空调，还有江水源空调。
江水源空调就是用多组江水源热泵抽取钱塘江的水，再利用江水与体育场室内空气的温差，实现制冷和制热，从而让场馆达到冬暖夏凉的效果。
已知每组江水源热泵由电动机、水泵、输水钢管组成，钱塘江抽水处水源距离地表6m深，安装抽水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与钱塘江地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为3kg。
水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%（抽水效率是指水泵的输出功率与输入功率的比值），水的密度为，则（）A．出水口钢管横截面积为B．水泵的输入功率为217.5WC．每秒内水流机械能增加24J D．电机发热功率为40W3. 儿童电动积木深受小朋友们的喜爱，组装材料中有一个微型电动机，可以带动齿轮模型的积木实现机械传动。
若该电动机额定电压为1.5V，额定电流为0.75A，接上2节1.5V干电池后恰能正常工作，在通电情况下人为卡住不转动时电流为1A，则（）A．该电动机线圈电阻为2ΩB．正常工作时电动机的工作效率为50%C．每节干电池内阻为2ΩD．该电路正常工作时一分钟消耗电能67.5J4. 某同学研究白炽灯泡的I－U图像如图所示，下列判断正确的是（）A．加5V电压时，灯泡的功率是7.5WB．加12V电压时，灯泡的功率是18WC．由图可知，随着电压的增大，灯泡的电阻不断减小D．白炽灯是非线性元件，不能用欧姆定律计算它的电阻5. 下列用电器中属于纯电阻用电器的是（）A．电风扇和电吹风机B．洗衣机和电冰箱C．电磁铁和电解槽D．白炽灯和电炒锅6. 某玩具吊车用图中电路来提拉积木，已知电源电动势，电源内阻，定值电阻，积木质量为。
高中物理教学课例《焦耳定律》课程思政核心素养教学设计及总结反思
电热与热动率。。
（3）从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，
知道纯电阻和非纯电阻电路。
择与设计
1.展示学习目标
教学过程
2.情景导入：请同学们列举出一些对我们的息息相
关的用电器，说说能量A 电流流过电炉、 电熨斗 B 电流流过电解槽 C 电流流过电风扇、电动机、 电吹风”在工作时的能量转化情况。提出思考“电能是 通过什么途径转化为其它形式能的？”学生答：“做 功”，从而引入本节的主要教学内容。
4.将电功和电热的比较，请学生记忆。将课本例题 “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”进一步感受电功和电热的关系，并记 忆。
8.进行课堂训练【练习】 （1）关于电功和焦耳热，下列说法错误的是（B） A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式 W=I2Rt B.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式 W=I2Rt C.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用 Q=I2Rt D.在纯电阻电路中，计算焦耳热可用 Q=UIt （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（C） A．PB．U2r C．P2rU2D．P-P2rU2 9.并做本节小节。 10.作业 P55 问题与练习第 2 题。 七、板书 1.标题 2.学习目标 （1）理解电功和电能转化的关系，掌握电功、电 功率的概念与计算。 （2）理解焦耳定律的物理意义，学会计算导体的
高中物理教学课例《焦耳定律》教学设计及总结反思
学科
高中物理
教学课例名
《焦耳定律》
称
电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率 教材分析
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版知识精讲
高二物理电功、电功率、焦耳热通用版【本讲主要内容】电功、电功率、焦耳热【知识掌握】【知识点精析】（一）电功和电功率1. 电功（1）定义：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。
（2）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。
注意：电功的计算式W＝UIt对在恒定电流下的任何一段电路或用电器均成立。
（3）单位：在国际单位制中是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h），1kW·h＝3.6×106J。
2. 电功率：表示电流做功的快慢（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。
（2）公式：PWtUI ==一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积。
（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。
（4）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。
彩电1. 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。
电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能。
2. 焦耳定律、热功率在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，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）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：Q＝I2Rt。
焦耳定律不仅适用于纯电阻电路，还适用于非纯电阻电路。
纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
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。
电功、电功率和焦耳定律
再 见
知道适用范围
经典考题
练习五：
某电热水壶可装2千克水，接入220V的电源上，11.2 分钟正好能将20℃水在标准气压下烧开，若电热水壶 放出的热量完全被水吸收，则该电热水壶的电功率为 多大？电热丝的电阻阻值为多少？
如果电能转化为水的热能的效率为80%，该电 热水壶的电功率又为多大？电热丝的电阻阻值又为 多少？
（任何情况下求产生热量都可以用）
U2 t =Pt 2、纯电阻电路：Q = W= I2Rt =UIt = R
电能全部转化为内能 电热器（电饭锅、电热毯、电炉等，白炽灯也可以算）
经典考题
练习一： 如图：一个R1=3的电灯和一个R2=6 的电阻串 联在U=9v的电路上，求： 10秒电流经过电灯时所做的电功。
（2）求预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？ （3）求预热状态下整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分 之几？
小结：
1、对某一个用电器来说，在一定的电压（U）下，都有对应 的 I、R、P，、当电路改变时,用电器的电压和电流一般都会发生变化,电阻 虽然会受温度的影响但一般情况下都当作不变的。
Q=I R t=（10A） 2 60s
2
2
=12000J W机=W电-Q= 228000J-12000J
=216000J
答：------
小结：
非纯电阻电路：电能主要不是转化为内能的电器
如： 电动机
电功、电功率、焦耳定律
答案：考题组
1
2
模拟题组
3
4
3．在如图 8 所示的电路中,输入电压 U 恒 解析 为 8 V,灯泡 L 标有“3 V,6 W”字样,电 动机线圈的电阻 RM＝1 Ω.若灯泡恰能 正常发光,下列说法正确的是( AB A．电动机的输入电压是 5 V B．流过电动机的电流是 2 A )
【解析】选B。每个家庭节省的功率为ΔP=0.1 kW，全国约有 n=4×108个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，则全国一年
节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1 kW×4×108×365×5 h=7.3×
1010 kW·h，选项B正确，其他选项错误。
2.（2012·上海高考）当电阻两端加上某一稳定 电压时，通过该电阻的电荷量为 0.3 C ，消耗的 电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量
[思维点拨] 转换 彩车→“非纯电阻电路”模型 对象 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电 思路 路进行处理， 抓住了问题的实质， 忽略了次要因素， 立现 看似复杂的问题变得非常容易
通过该电阻时,由q=It可知,I′=2I,又U=IR,则有
U′=2U=2×
3 V=6 V,所以Q′=I′2Rt=4Q=4×0.9 J=3.6 J,
故选项D正确。
所以由能量守恒可得电动机的输出功率 P出＝P电-P热＝2 W-0.5 W＝1.5 W。 此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率
[思维流程] 第一步：抓信息关键点 ①一只电饭煲和一台洗衣机并联；②均正常工作 第二步：建立物理模型 纯电阻电路和非纯电阻电路 第三步：找解题突破口 U 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式 R＝ ，P 电＝ I 2 U P 热＝UI＝I2R；而非纯电阻电路的电功率为 P＝IU≠ R ≠I2R 第四步：形成解题思路 ①电饭煲的电阻为 R＝U/I＝44 Ω，洗衣机主要元件是电动机，不能利 用欧姆定律 ②电饭煲的电功率为 P＝UI＝1 100 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 P＝UI＝110 W ③1 min 内电饭煲消耗的电能为 Pt，洗衣机电动机消耗的电能为 Pt ④不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率
高二物理焦耳定律(3)
指转化为 内能的那 部分电能!
UIt
=
I=U/R
非纯电阻电路:
电能
W UIt
说明：欧姆 定律不适用 M 于非纯电阻 → 内能+其它形式的能 电路！
Q
W-Q I＜U/R
＞
I2Rt
纯电阻电路:
电功等于电热
电能 → 内能
W Q
2Rt I I=U/R = 电功 = 电热 ：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
；
管知道弱水在浮生宫地位不弱/可怎么也没存在想到对方相信壹方圣主/修行者攻势很迅猛/马开闪躲/以煞气挡住对方の攻击/它知道说什么都没存在用咯/唯壹败咯对方/才存在可能见到弱水或者其它人咯/|得罪咯/|马开不在留手/恐怖の力量暴动而出/以潮水般冲击而出/壹波震动壹波/ 向着对方直射而去/马开意境涌动/控制煞气/当真非凡无比/仿佛海浪奔腾壹般/煞气从气海不断暴动而出/疯狂の消耗/让马开都觉得肉疼/原本壹只彩纹煞蛛の煞气/相信巨大の宝物/能借着它修行到极高境界/但这壹路来/就这样消耗の干干净净咯/修行者见潮水般の煞气涌向它/身体也猛 然の后退起来/手里の兵器舞动/想要挡住煞气/可煞气太过惊人咯/它根本无法彻底隔绝/终究还相信被壹丝煞气侵染到它の身体里/它惨叫壹声/肌肤开始腐蚀/手里の兵器抓不稳/直接掉落在地面上/修行者面色剧变/以自身之力驱除煞气/玄命境の强者确实非凡/虽然无法驱除煞气/可阻拦 咯煞气の侵蚀/但因此而露出破绽/马开身体壹跃/意境舞动/掉落在地上の兵器落在它の手里/兵器搁在对方の脑袋上/冰冷の感觉让修行者惊恐/马开并没存在杀对方/甚至帮助对方把体内の煞气牵引出来/晚辈并无和恁们为敌の意思/不过此次得罪咯/|马开说话间/兵器压在对方の脖颈/牙 齿壹道血
焦耳定律与电功率
焦耳定律与电功率焦耳定律和电功率是两个密切相关的概念，它们在电学领域中起着重要的作用。
焦耳定律是指电流通过电阻时所产生的热量与电阻、电流以及时间的关系，而电功率则是描述电流流过电路中所产生的功率大小。
本文将对焦耳定律和电功率进行详细论述，并分析它们的应用。
一、焦耳定律焦耳定律由英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳在19世纪提出，它阐述了电流通过电阻导线时所产生的热量与电阻、电流以及时间的关系，其数学表达式可以表示为：Q = I^2 * R * t式中，Q表示热量，单位为焦耳(J)；I表示电流强度，单位为安培(A)；R表示电阻，单位为欧姆(Ω)；t表示时间，单位为秒(s)。
焦耳定律告诉我们，当电流通过电阻时，电阻本身会吸收电能并将其转化为热能。
根据焦耳定律，如果电流强度增大或电阻增大，产生的热量也会相应增大；而如果时间增长，所产生的热量也会增加。
二、电功率电功率是描述电路中电流流过的功率大小的物理量。
它表示单位时间内功率的转变量，可以用以下公式计算：P = I * V式中，P表示电功率，单位为瓦特(W)；I表示电流强度，单位为安培(A)；V表示电压，单位为伏特(V)。
电功率告诉我们，电路中的电流通过电阻时会产生功率，并且功率与电流的大小以及电压的大小有关。
当电流增大或电压增大时，电功率也会相应增大。
三、焦耳定律与电功率的关系焦耳定律与电功率之间存在着密切的关系。
根据焦耳定律的公式Q = I^2 * R * t，我们可以将电流I表示为I = V / R，其中V表示电压。
将这个表达式代入焦耳定律的公式中，可以得到：Q = (V^2 / R) * R * t化简可得：Q = V^2 * t根据功率的定义P = I * V，可以将电流I表示为I = P / V。
将这个表达式代入焦耳定律的公式中，可以得到：Q = (P / V) * R * t化简可得：Q = P * t由此可见，当电流通过电阻时，所产生的热量与电功率乘以时间是等效的。
知识讲解 电功和电热、焦耳定律、电阻定律
电功和电热、焦耳定律、电阻定律【学习目标】1．理解电功、电功率以及焦耳热的计算公式，能够熟练地运用其进行计算；明确不同的电路中能的转化情况，能够区分电功和焦耳热的不同、电功率和热功率的不同。
2．在非纯电阻电路中能的转化，电功和电热的区别以及一些功率的意义（如电源的总功率，发热功率，额定功率，实际功率等）。
3．明确导体电阻的决定因素，能够从实验和理论的两个方面理解电阻定律，能够熟练地运用电阻定律进行计算。
【要点梳理】要点一、电功1．电功的计算及单位（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）公式：W qU UIt ==.（3）单位：在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为J ，常用的单位还有：千瓦时（kW h ⋅），也称“度”，61kW h 3.610J ⋅=⨯.2．电功计算公式所适用的电路（1）电功W UIt =适用于任何电路。
（2）在纯电阻电路中，由于U I R=，所以22U W UIt I Rt t R ===.3．电功实质及意义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 UIt =．（1）实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功。
（2）意义：电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其它形式的能，即电功是电能转化为其它形式的能的量度。
要点二、电功率1．电功率定义、公式及单位（1）定义：单位时间内电流所做的功，等于这段电路两端的电压U 与通过这段导体的电流I 的乘积。
（2）公式：W P UI t==.（3）单位是瓦特，符号为W （国际单位制），常用的还有千瓦（kW ），1kW=1000W .2．电功率计算公式所适用的电路（1）电功率P UI =适用于任何电路。
（2）在纯电阻电路中，22U P I R R ==.3．电功率的意义（1）意义：电功率表示电流做功的快慢。
焦耳定律和电功率的计算方法
焦耳定律和电功率的计算方法电力是我们日常生活中不可或缺的能源，而了解电力的基本原理和计算方法对于我们正确使用电力和解决电力问题至关重要。
本文将介绍焦耳定律和电功率的计算方法，帮助读者更好地理解和应用电力知识。
焦耳定律是描述电能转化为热能的物理定律。
它表明，通过电阻器流过的电流在电阻器内部会产生热量，且该热量与电流强度、电阻值和时间的乘积成正比。
具体而言，焦耳定律可以用如下公式表示：Q = I^2 * R * t其中，Q代表电阻器产生的热量（单位为焦耳），I代表电流强度（单位为安培），R代表电阻值（单位为欧姆），t代表时间（单位为秒）。
根据焦耳定律，我们可以计算出在特定条件下电阻器产生的热量。
例如，如果一个电阻器的电流强度为2安培，电阻值为10欧姆，持续通过电流的时间为5秒，那么根据焦耳定律的公式，可以计算出该电阻器产生的热量为：Q = 2^2 * 10 * 5 = 200焦耳通过焦耳定律，我们可以更好地理解电能转化为热能的过程，并在实际应用中合理利用电能。
除了焦耳定律，电功率也是电力领域中一个重要的概念。
电功率是指电流通过电器元件时所做的功率，是描述电能转化速率的物理量。
电功率可以用如下公式表示：P = I * V其中，P代表电功率（单位为瓦特），I代表电流强度（单位为安培），V代表电压（单位为伏特）。
根据电功率的计算方法，我们可以计算出电器元件消耗的功率。
例如，一个电器元件的电流强度为3安培，电压为220伏特，那么根据电功率的公式，可以计算出该电器元件消耗的功率为：P = 3 * 220 = 660瓦特通过电功率的计算，我们可以了解电器元件的能耗情况，合理安排用电，从而节约能源和降低电费。
除了单一的电阻器和电器元件，实际的电路往往包含多个元件，这时我们可以通过串联和并联的方式来计算整个电路的电阻值和电功率。
串联是指将多个电阻器或电器元件连接在一起，电流在其中依次流过；并联是指将多个电阻器或电器元件的两个端口分别连接在一起，电流在其中分流。
高中物理选修3-1 第二章第29讲 电功 电功率 焦耳定律
第29讲电功电功率焦耳定律考情剖析(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)知识 整合知识网络焦耳定律电功公式：W ＝Uq ＝UIt电功率公式：P ＝IU电功和电热的关系纯电阻电路，W ＝Q 非纯电阻电路，W ＞Q公式：Q ＝I 2Rt 内容适用范围基础自测1．电功和电功率电流做功实质上是导体中的________对自由电荷的静电力做功．静电力做的功W ＝qU 其中q ＝It即： 电功率P ＝Wt＝UI2．焦耳定律焦耳定律是一个实验定律．它描述________遵守的规律．焦耳定律的内容： 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．公式： Q ＝I 2Rt 3．电功和电热对任何电路都有电功 W ＝UIt 对任何电路都有电热 Q ＝I 2Rt纯电阻电路，由欧姆定律U ＝IR 成立，显然有W ＝ Q ，即电功等于电热．从能量转化的角度讲，电流流过电阻时是将________转化为 ________能．非纯电阻电路，即电路中除含有电阻外还包含其他元件(如电解槽、电动机等)，由于__________________，所以W ≠Q .从能量转化的角度讲，电流流过非纯电阻电路时电流做的功除一部分转化电热外，其余部分转化为其他形式的能．如电动机在工作时消耗的电能除转化成热能外还有机械能，且W ＝Q ＋E 机．而电解槽工作时除转化为热能外，还有一部分转化为化学能，且有W ＝Q ＋E 化．所以在非纯电阻电路中W ＞Q .重点阐述重点知识概述一、电功公式：W ＝qU ＝UIt【说明】①电功W ＝UIt 适用于任何电路．②在纯电阻电路中，由于I ＝U R ，所以W ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2Rt .二、电功率公式：P ＝Wt＝UI .【说明】①电功率P ＝UI 适用于任何电路．②在纯电阻电路中，P ＝I 2R ＝U 2R.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：用电器在实际工作时消耗的电功率．【说明】为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大． 三、焦耳定律(1)电流的热效应；电流通过导体(或用电器)时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞．由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的功能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高，即电能通过电流做功转化为内能，这就是电流的热效应．(2)焦耳定律；在一段电路中只有电阻元件，则电场力所做的功W 等于电流通过这段电路时发出的热量Q ，即Q ＝W ＝UIt .由欧姆定律U ＝IR ，热量Q 的表达式可写成Q ＝I 2Rt .这就是焦耳定律．难点释疑【典型例题】 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 ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C ．在非纯电阻的电路中，UI ＞I 2R D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 温馨提示解答此题要熟悉电功、电功率和焦耳定律公式的适用条件，然后选出正确选项． 记录空间【变式训练】 电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1＜U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1＞Q 2D ．W 1＜W 2，Q 1＜Q 2随堂 演练1．一根电阻丝，通过2 C 电荷量所消耗的电能是8 J ．若在相同的时间内通过4 C 的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )A ．4 V 16 JB ．8 V 16 JC ．4 V 32 JD ．8 V 32 J2．如图所示，在输入电压U 恒定的电路上，将用电器L 接在AB 两端时消耗的功率是9 W ，将它接在较远的CD 两端时消耗的功率是4 W ，则AC 、BD 两根输电线上消耗的功率为( )第2题图A ．1 WB ．2 WC ．5 WD ．13 W3．如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( )第3题图A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt4．一台电动机内阻为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瓦？ (2)电动机发热功率是多少瓦？ (3)输出的机械功率是多少瓦？5．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当它接在220 V 的电压下正常运转，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？6．如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：第6题图(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？(3)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？7．一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图甲和乙所示．测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压．第7题图第29讲 电功 电功率焦耳定律知识整合 基础自测1．电场 2.电流热效应 3.电能 内 I ≠UR重点阐述【典型例题】 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 ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻的电路C ．在非纯电阻的电路中，UI ＞I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路【答案】 BCD 【解析】 本题考查的是电功、电功率和焦耳定律，关键是正确区分电功和电功率．电功率公式P ＝Wt ，功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝⎝⎛⎭⎫P U 2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不一定越大，A 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻的电路，B 正确．在不是纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W ＞Q ，即UI ＞I 2R ，C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确．变式训练 A 【解析】 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2＞IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1＜W 2，C 错；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．随堂演练1.D 【解析】 设电阻丝电阻为R ，开始所加电压U 1，则W 1＝q 1U 1即8＝2U 1，所以U 1＝4 V ．设后来所加电压为U 2，电功为W 2，则I 2＝q 2t ＝U 2R ，又I 1＝q 1t ＝U 1R 解得U 2＝q 2q 1U 1＝42×4 V ＝8 V ，W 2＝q 2U 2＝4×8 J ＝32 J ．D 正确． 2.B 【解析】 设用电器电阻为R ，接在AB 和CD 两端时的电压分别为U 和U′，则P ＝U 2R ＝9 W ，P′＝U′2R ＝4 W ，得U′＝23U.因此用电器接在CD 两端时，输电线上降落的电压U 线＝U －U′＝13U.则两根输电线的总电阻R 线＝12R.所以P 线＝U 2线R 线＝19U 212R ＝29·U 2R ＝29×9 W ＝2 W ．故选B.3.CD 【解析】 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI 、P ＝Wt是普遍适用的，而A 、B 两选项中公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项A 、B 错误，正确选项为C 、D.4.(1)1 200 W (2)100 W (3)1 100 W【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＝I 2r ＝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. 5.(1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏．【解析】 (1)电风扇正常运动，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220A ＝0.27 A ，由能量守恒定律得W ＝Q ＋E ，即Pt ＝I 2Rt ＋E ，所以E ＝Pt －I 2Rt ＝59.85 J.(2)电风扇不转动，相当于纯电阻，电欧姆定律得U ＝I′R ，所以I′＝U R ＝2202A ＝110 A ，实际消耗的电功率P′＝U 2R ＝22022W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于某额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．6.(1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80% 【解析】 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W.(3)电动机输出的功用来提升重物转化为机械功能，在10 s 内，P 出t ＝mgh.解得h ＝P 出tmg ＝4×1020m ＝2 m. (4)机械效率η＝P 出P 入＝80%.7.200 V【解析】 设电热水壶的电阻为R 由图甲知R ＝P 2额U 2额＝22021 500Ω＝48415Ω由图乙知电能表转1转消耗的电能为： 3 600×1033 000J ＝1 200 J设电热水壶的实际电压为U则U 2R t ＝125×1 200 J ，解得U ＝200 V。
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知识点一、电功电功是指电流在一段时间里所作的功, 表示W=qU=IUt该式适用于计算各种电路中电流所作的功。
在纯电阻电路中又可以用下式表示电功W 的单位是焦耳，简称焦，符号是 J 。
二、电功率 电功率是电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值。
用公式表示WPUI t该式适用于计算各种电路中电流的功率。
在纯电阻电路中，又可以用下式表示电功率P 的单位是瓦特，简称瓦，符号 对于由电源和用电器组成的闭合回路， A 电源部分电源的总功率：是指电源内部非静电力做的功率P总=1 ； =IU 外+IU 内=卩外+P 内电源输出功率：是指电源工作时内外电路输出的功率 2P 外=IU 外=I ; -I r=P 总-P 内电源内部发热功率：是指电源内部因发热而损耗的功率2U 内内=IU 内=I r=二卩总-P 外r电功和电功率焦耳定律W=I2Rt=U2-iRB 用电器部分 用电器的额定功率：是指用电器在额定电压下工作的功率。
压和功率即为用电器的额定电压和额定功率。
用电器的实际功率，是指用电器在工作时实际消耗的功率。
压与通过用电器的实际电流的乘积。
即 P 实=I 实U 实。
三、焦耳定律：电流通过导体所产生的热量跟电流的平方、 比。
公式表示 2Q=I Rt 使用上式时应注意统一单位： 电流I 的单位是安，电阻 秒，热量Q 的单位是焦。
般用电器铭牌上标明的电 它等于用电器两端的实际电 导体的电阻和通电时间成正R 的单位是欧，时间t 的单位是它是电转化为其他形式能的多少的量度。
用公式W其功率问题可以从电源和用电器两方面来认识。
【例1】将A 、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是 A 、 若A 灯中的电流比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 B 、 若A 灯两端的电压比 B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 C 、 若电流对A 灯做的功比B 灯多，则A 灯一定比B 灯亮 D 、 若A 灯消耗的电功率比 B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应该采用的措施是(B •使电压减半.已知如图，两只灯泡L“ L 2分别标有“ 110V , 60W ”和“ 110V , 100W ”，另外有 一只滑动变阻器R ,将它们连接后接入 220V 电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？【例6】如图所示是电饭煲的电路图， S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到 居里点(103 C)时，会自动断开，S 2是一个自动控温开关，当温度低于 70 C 时，会自动 闭合；温度高于80 C 时，会自动断开.红灯是加热时的 指示灯，黄灯是保温时的指示灯.分流电阻 R 1=R 2=500Q ,加热电阻丝 R 3=50 Q,两灯电阻不计.(1) 分析电饭煲的工作原理.(2) 如果不闭合开关 0,能将饭煮熟吗？ (3)计算加热和保温两种【例2】 使电流减半.C . 使电炉的电阻减半.D .使电压和电炉的电阻各减一半.的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个BL iL 1L 2L iL 2-—— --------------------------A.B.C. 【例4】如图所示的电路中,R i=10 Q , R 2=4 Q , R 3=6 Q , R 4=3 Q , U=2.4V 。
在ab 间接一只理想电压表， ab 间接一只理想电流表，它的读数是它的读数是 ；如在 100 Q 、4W ” 【例5】将分别标有“ 接入电路，则电路两端允许加的最高电压为 _______ A 。
这一并联电路的额定功率为 和“ 12.5 Q 、8W ”的两电阻并联 V ,干路中允许通过的最大电流为【例3】 L iRRD.W.D 状态下，电饭煲消耗的电功率之比【例7】如图所示，电源电压 U 保持不变，当可变电阻 R 3的滑动端P 自左向右滑动的过程 中，各电阻两端的电压、通过各电阻的电流分别值怎样变化？【例8】 图为分压器接法电路图，电源电动势为 E ,内阻不计，变阻器总电阻为 r 。
闭合电 键S 后，负载电阻 R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间的阻值 R x 变化的图线应最接 近于右图中的哪条实线A.①B.②C.③D.④练习1在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器： （）A 、电扇和电吹风B 、白炽灯、电烙铁和电热毯C 、洗衣机和电冰箱D 、电解槽2、 关于电功，下列说法中正确的有： （） A 、 电功的实质是电场力所做的功 B 、 电功是电能转化为其他形式能量的量度C 、 电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D 、 电流通过电动机时的电功率和热功率相等3、 在某段电路中，其两端电压为 U ，通过的电流为I ，通电时间为t ,若该电路电阻为 R ， 则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（）2A 、 在任何电路中，电功 Ult=l Rt2B 、 在任何电路中，电功为 Ult ，电热为I Rt2C 、 在纯电阻电路中，Ult=l Rt2D 、 在非纯电阻电路中， Ult > l Rt 4、若A 灯标有“ 220V 60W ”，B 灯标有“ 220V 100W ”，把两灯接入电路中，下列说法中正 确的是（）A 、 当通过两灯的电流相等时,B 、 当通过两灯的电流相等时，C 、 当加在两灯的电压相等时，D 、 当加在两灯的电压相等时， 5、在如图所示的电路中， R 1=R 2=R 3，在a 、c 间和b 、c 间均接有用电器，且用电器均正常工作，设R 1、R 2、R 3上消耗的功率分别为P 1、P 2、P 3,则（ ）A 灯比B 灯亮B 灯比A 灯亮 A 灯比B 灯亮 B 灯比A 灯亮R 3A . P i> P2> P3 B. P l> P3> P2C. P l> P2=P3 D .因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小6、如图所示的电路中，L i、L2为“ 220V、100W”灯泡，L3、L4为“ 220V，40W”灯泡，现将两端接入电路，其实际功率的大小顺序是（）A . P4> P l> P3> P2B . P4> P l> P2> P3C. P l> P4> P2> P3 D . P l> P4> P3> P27、如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V。
调节变阻器R i和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（）A . P甲〉P乙B . P甲v P乙C . P甲=P乙D .无法确定8、如图，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻。
关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是（）A .使用电炉a时对电灯的影响最大B. 使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大C. 使用电炉c时对电灯几乎没有影响D .使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样9、一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，此时电灯实际消耗的电功率（）A .等于91WB .小于91WC.大于91W D .条件不足，无法确定10、把两个标有“ 6V、3W”和“ 6V、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率是_____ W ;把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是___________ W。
11、将一根电阻丝接在电压恒定的电源上，电阻丝消耗的功率为P.若将该电阻丝均匀拉长到原来的2倍后仍接入该电源上时，电阻丝消耗的功率为[ ]A. 4P. B . 0.25P .C. 16P. D. 0.125P .12、输电线的电阻共1.0 Q，输送的电功率是100kW用400V的低电压送电，输电线上发热损失的功率是多少？改用10000V高压送电，又是多少？13、用6600V和用220V两种电压输电，若输送功率相同，输电线的长短，粗细和电阻率都相同，用低压输电与用高压输电，在输电线上损失的功率之比是（）A 1 : 900B 900: 1C 1 : 30D 30: 1 14、如图所示，电阻R 2、R 3的功率相等，则它们A. 1:1:1B. 1:2:2C. 1:4:4D. 4: 1:115、电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中，已知R 1=10 Q, R 3=5 Q, R 1两端电压为12V ,则（ ）A. 电路中的电流强度为 0.6AB. 电阻R2的阻值为20 QC. 三只电阻两端的总电压为 21VD. 电阻R 3消耗的电功率为 3.6W和R 2串联在电路中时，R 1两端的电压 U 1和U 2两端的电压 U 2之比为（A. n: 1B. 1: nC. n 2: 12D. 1: n17、三只电阻值相等连接成图所示的电路图， 由于某种原因, 变化，导致R AB >R BC ，则可能的原因是（）A. R 1变小B. R 2变小C. R 3变大D. R 3变小 D.等于或大于8V18、在图所示的电路中，接在滑动变阻器 R ab 两端的电压恒为2V ，滑 动片P 处在ab 的正中央，下列四种情况中， R 上的电压最接近1V 的前情况是（ ）A. R ab =200 Q, R=100 QB. R ab =200 Q, R=400k QC. R ab =10k Q, R=100 QD. R ab =10k Q, R=400k Q16、电阻R 1和R 2并联在电路中，通过 R 1的电流强度是通过 R 2的电流强度的n 倍，则当R 1 的阻值之比R 1： R 2： R 3等于（）其中有一只电阻的阻值发生了 R 2R。