人教版高中物理选修焦耳定律
高中物理选修1-1公式总结(人教版)
高中物理选修1-1公式总结（人教版）
库仑定律：F=kQ1Q2/r2（Q是点电荷的电荷量，r是间距）
电场强度：E=F/q（F是所受静电力，q是电荷量）单位：牛每库（N/C）
点电荷的电场强度：E=kQ/r2（Q是电荷量）
电流：I=Q/t（Q是电荷量）
焦耳定律：Q=I2Rt（Q是热量，R是电阻，t是通电时间）
P=Q/t=I2R
安培定则：右手四指顺电流方向握住磁线管，拇指所指方向即为磁感线方向
安培力：F=BIL（B是磁感应强度，L是导线长度）
左手定则：磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指为安培力受力方向
洛伦兹力：左手定则
电磁感应的电动势：E=△φ/△t=BLv（φ是磁通量，v是导线的运动速度）
精心整理。
人教版高中物理选修31：第二章 2.5焦耳定律 课件
1、电流通过导体时，导体要发热，在此过程中产生的 热量如何计算？电流产生的热量用焦耳定律来计算
2、焦耳定律的内容是什么？怎样表示？
内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平 方、导体电阻和通电时间成正比。 用公式表示为：Q=I2Rt
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
◆由部分电路欧姆定律可知： Q I 2Rt UIt U 2 t R
q
q
q
多少功？
电场力做的功:W=qU
◆在上面所述的导体中是否存在电流？电流强度是
多少？ 存在，电流强度为：I=q/t
◆若用电流和电压来表示电流所做的功可表示成什么？
电场力做的功:W=qU=UIt 这就是电路中电场力做功即电功的表达式.
评
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．
例2.把一根长为L的电炉丝接到220V的电路中用它来烧 沸一壶水，需时间t秒钟，若将此电炉丝均匀的拉长， 使半径减小为原来的一半，而后再剪掉长为L的一段， 再将余下的电炉丝接到同样的电路中，仍用 它烧沸一 壶同样的水，则需时间 １２t 秒.
解析：由电阻定律可知，此电阻丝阻值变为原来的12 倍，在电压不变的情况下，功率变为原来的1/12，烧 沸同一壶水，需要电功相同，则时间变为原来的12倍， 故，答案为12t.
W=Q =UIt=I2Rt=U2/Rt P电=P热=UI=I2R=U2/R
（1）纯电阻电路——只含有纯电阻的电路，如电炉、 白炽灯等，像演示中电动机不转时的电路.
W电
Q热
电流做的功全部转化为内能W电= Q内 即 P电= P热
下一页
非纯电阻电路中，电能不但有一部分转化为内能还有 一部分转化为其他形式的能量。所以电功不等于电热。
2.5 ——上课用——焦耳定律
2、公式: (1)推导：电热元件中电能（电流做的功） 全部转化为内能：Q=W=IUt Q=I2 R t 欧姆定律：U=IR
(2)实验:
I、t相同时Q与R的关系 R、t相同时Q与I的关系
I、R相同时Q与t的关系(观察一个装置中 的温度随时间的变化情况）
3 、 焦 耳 定 律 ：电流通过导体产生的热量Q跟电
流I的二次方成正比、跟导体的电阻R 和通电时
间 t成正比．
定律公式：Q=I2 R t
电热公式
4、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
5、焦耳定律适用于:纯电阻电路与非纯电阻电路．
1）纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙
铁；及转子被卡住的电动机）．特点：电功全转化成电热W＝Q
2）非纯电阻电路：电路中含有电热元件以外的转化能量元件的
电流在一段电路中所做的功W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．
6、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h). 1J＝1V·A·S=1V·C
二、电功率
1kW·h＝3.6×106J
1 、物理意义： 表示电流做功的快慢的物理量．
2、定义： 单位时间内电流所做的功.
3、定义式: P =W/t=UI 电功率普适公式
电路，如：正在转动的电动机或正在发生化学反应的电解槽等电
路．特点：电功只有部分转化成电热 W>Q
返回课题的问题：
电炉通电时电流做的功全转
化成电热；电动机通电时电流做的功一部分转化成机械
能，另一部分转化成电热；电池充电时电流做的功一部
分转化成化学能，另一部分转化成电热。
四、热功率 1、定义: 电流在单位时间内发出的热量.
人教版高中物理选修3-1 第二章 第5节 焦耳定律 教案1
5．焦耳定律三维目标知识与技能1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义，了解实际功率和额定功率；2．了解电功和电热的关系，了解公式Q＝I2Rt、P＝I2R、Q＝2U tR、P＝2UR的适应条件；3．知道电功率和热功率的区别和联系。
知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热；4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
过程与方法1．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力；2．通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
情感态度与价值观1．通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育；2．通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。
教学重点1．电功、电功率、焦耳定律、电热功率的概念、公式；2．区别并掌握电功和电热的计算。
教学难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
教学方法等效法、类比法、比较法、实验法。
教学手段灯泡、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机。
教学过程［新课导入］（1）通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）（2）电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子？（电灯把电能转化成内能和光能；电炉把电能转化成内能；电动机把电能转化成机械能；电解槽把电能转化成化学能。
）用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识，重点研究电路中的能量问题。
［新课教学］一、电功和电功率1．电功我们知道，功是能量转化的量度，电能转化为其它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它形式能的数量。
所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
高中物理选修3-1-焦耳定律
焦耳定律知识集结知识元焦耳定律知识讲解电功、电功率、效率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”，1KW·h=3.6×106J.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，所以.3．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：.（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.4．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，焦耳定律1．焦耳定律：（1）1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
Q=I2Rt.焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
（2）热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．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．.（3）电功率与热功率对纯电阻电路，电功率等于热功率即：UI=I2R.此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．即：UI>I2R.此时，可得U>IR,所以，对非纯电阻电路欧姆定律不成立.2．电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
（2）内容：电流通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的乘积。
（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。
高中物理人教版选修3-1 第二章 第五节 焦耳定律
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
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
教材分析_高中物理_焦耳定律
焦耳定律是高二物理人教版选修3-1第二章第五节的内容，是电学中重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中的地位举足轻重。
在初中电学中，学生已经接触了影响电热的因素，这为过渡到本节起到了铺垫作用，本节内容是从电功、电功率，热功、热功率和焦耳定律出发，从电场力做功和能量转化这个更高的视角来理解焦耳定律，本节知识紧密联系生活实际，如利用电流热效应制造家用电器，如电烙铁，电烤箱等。
短路时，电源释放的能量全部在内电路中转化成为内能，可能造成电源损坏甚至引起火灾，所以，这不仅是物理知识的传授，更是体现了“物理来源于生活，应用于生活”的本质。
高中物理课件-人教版选修3-焦耳定律(共17张PPT)
两种电路 比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把
元件特点 电路中只有电阻元件 电能转化为其他形式
能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律 I＝UR
不服从欧姆定律：
U>IR
或
U I<R
电流做功全部转化为电 电流做功除转化为内
能量转化 热即电能全部转化为导 能外还要转化为其他
体的内能
形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
1、5A 2、550W 3、15W 4、535W 5、54000J
M R
V
U
小
结 电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W=IUt
2.电功率:
P
W t
=IU
3.电热: Q=I2Rt
4.热功率:
P=
Q t
=I2R
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率 对非纯电阻电路:
电功>电热 电功率>热功率
p U 2 (纯电阻) R
3、热功率 (1)定义:单位时间内的发热量.
(2)公式: P=Q /t=I2R
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． 电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
满足欧姆定律
非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
电功 电热 电功率 热功率
纯电阻电路 W＝IUt＝I2Rt＝UR2t Q＝IUt＝I2Rt＝UR2t
P＝IU＝I2R＝UR2 P＝IU＝I2R＝UR2
非纯电阻电路 W＝IUt Q＝I2Rt P＝IU P＝I2R
高中物理《焦耳定律》ppt
所以 正确的是 （C）
例题4：
对计算任何用电器的电功率都适用的公 式是（ CD ）
Ａ．P I 2R
Ｂ．P U 2 R
Ｃ．P UI
Ｄ．P W t
小结与反思：
１．电功 W UIt
２．焦耳热 Q I 2Rt
３．电功率 P W UI
４．热功率P Qt I 2R ５．纯电阻电路t与非纯电阻电路的区别
６．欧姆定律的适用条件
(3)用电器的额定功率与实际功率。
二、焦耳定律
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
热功率：单位时间内导体的发热功率
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能WBiblioteka 指转化为 → 内能 内能的那
Q 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
=
I2Rt I=U/R
内消耗的全 部电能!
说明：欧
非纯电阻电路:
M
姆定律不 适用于非
电能 → 内能+其它形式纯的电能阻电
W
W-Q
路！
Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
纯电阻电路:
欧姆定律适用：I=U/R 电功 = 电热
W= Q = UIt =U2t/R =I2Rt
非纯电阻电路:
欧姆定律不适用：I＜U/R
解:
R U 0.3 1
I 0.3
P UI 1.6W
P热 I 2R 0.64W P P热 60%
P
例3．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