焦耳定律 PPT
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焦耳定律PPT【16页】
答案：BD
课堂练习3：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（ D ）
A.使电流减半
B.电压减半
C.使电炉的电阻减半
D.使电压和电炉的电阻各减一半。
课堂练习4：课后习题
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
W Q W其它
P电 P热 P其
例题:一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加 220V电压时，通过电动机的电流是50A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 效率为多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动 机消耗的功率为多少？
W>Q
U>IR （欧姆定律不适用）
应该是W=E机+Q
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的
如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为 热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而 是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充 电等
（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功——WAB = qUAB
一、电功和电功率
1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场 对自由电荷的电场力做功
W=qU W=UIt
q=It
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一、电功和电功率
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
→电能转化为热能
b、电流流过充电电池
课堂练习3：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（ D ）
A.使电流减半
B.电压减半
C.使电炉的电阻减半
D.使电压和电炉的电阻各减一半。
课堂练习4：课后习题
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
W Q W其它
P电 P热 P其
例题:一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加 220V电压时，通过电动机的电流是50A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 效率为多少？
（2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动 机消耗的功率为多少？
W>Q
U>IR （欧姆定律不适用）
应该是W=E机+Q
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的
如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为 热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而 是难以避免的热能损失.例如电动机、给蓄电池充 电等
（1）特点： 电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差 （2）利用电势差求电功——WAB = qUAB
一、电功和电功率
1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场 对自由电荷的电场力做功
W=qU W=UIt
q=It
单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J
一、电功和电功率
探讨几个用电器的能量转化情况
a、电流流过电炉
→电能转化为热能
b、电流流过充电电池
《焦耳定律》PPT教学课件
第三级
第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
17
新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
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新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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3-1《焦耳定律》PPT课件
非纯电阻电路: 电能
W
UIt 电功：W= UIt 电功率：P=UI
M
→Q 内能+其它形式的能 W-Q
＞ I2Rt
I＜U/R 电热：Q=I2Rt 热功率：P热=I2R
2.5《焦耳定律》
一、电功
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 的电荷量 q It ．
则电场力做功 W qU 即： 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．
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． 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）. 1kW· h＝3.6×106J
纯电阻电路:
电能
W
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能!
→
指转化为 内能的那 内能 部分电能! Q I2Rt I=U/R
UIt
=
M
非纯电阻电路: 电能
W
→
说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻 内能+其它形式的能 电路！
W-Q I＜U/R
Q UIt ＞ I2Rt
纯电阻电路: 电能
W
→
内能
Q
2Rt I=U/R UIt I = 电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率：P =P热 = UI = I2于欧姆定律
所以
U IR
2
Q I Rt
（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
单位时间内导体的发热功率叫做热功率．
2.5 焦耳定律 ppt
电动机消耗的电功率P 电动机的发热功率P 解:电动机消耗的电功率 电、电动机的发热功率 热、转 电动机消耗的电功率 化为机械能的功率P 三者之间遵从能量守恒定律 能量守恒定律: 化为机械能的功率 机。三者之间遵从能量守恒定律 P电＝P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为 电动机的热功率为: 由焦耳定律 电动机的热功率为 P热 ＝I2R 消耗的电功率为: 消耗的电功率为 P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: 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: 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 ＝ 一 =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J -
三、电热
1、定义 电流通过导体产生的热量 、定义:电流通过导体产生的热量 电流通过导体产生的热量.
在真空中，电场力对电荷做正功时， 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； 减少的电势能转化为电荷的动能；在金 属导体中， 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， 的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向 移动的动能传给离子， 移动的动能传给离子，使离子热运动加 电能全部转化为内能． 全部转化为内能 剧，将电能全部转化为内能．
纯电阻电路: 纯电阻电路
R
I=U/R
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能! 部电能!
电能
→
内能
W IUt
电能
Q I2Rt
=
M
非纯电阻电路: 非纯电阻电路
I＜U/R
说明： 说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻 电路！ 电路！
→ 内能 其它形式的能 内能+其它形式的能
三、电热
1、定义 电流通过导体产生的热量 、定义:电流通过导体产生的热量 电流通过导体产生的热量.
在真空中，电场力对电荷做正功时， 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； 减少的电势能转化为电荷的动能；在金 属导体中， 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， 的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向 移动的动能传给离子， 移动的动能传给离子，使离子热运动加 电能全部转化为内能． 全部转化为内能 剧，将电能全部转化为内能．
纯电阻电路: 纯电阻电路
R
I=U/R
指某段电路 在某段时间 内消耗的全 部电能! 部电能!
电能
→
内能
W IUt
电能
Q I2Rt
=
M
非纯电阻电路: 非纯电阻电路
I＜U/R
说明： 说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻 电路！ 电路！
→ 内能 其它形式的能 内能+其它形式的能
第十八章第4节焦耳定律PPT课件(人教版)
知识要点
1. 电流的热效应：电能转化为内能。 2. 焦耳定律：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，与 导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
公式：Q I 2Rt 。
电热的影响因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
当电能全部转化为内能：Q W UIt=I 2Rt 。
3. 电热的利用与控制。
发现很热，而其他用电器仍正常工作，请你用所学的物理 知识帮小洁分析一下，产生这一现象的原因是（ C ）。
A. 电压太高 B. 导线太粗 C. 导线太细 D. 导线太短
实验探究
【解析】电流和通电时间相等，由 Q I 2Rt可知，电源线很热，说明电源线
电阻产生的热量多，电源线电阻比较大。导体的电阻与导体材料、导体长度 、导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为 电源线横截面积太小，电源线太细造成的。
焦耳定律
知识点一：电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 影响因素：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 越多；在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 电热的利用与控制 （1）电热器原理：由于电流通过导体，导体对电流的阻碍作用，而电流 要克服导体的阻力要做功，因为能的转化是靠做功来量度的，所以电流 做多少功，就有多少电能转化成热能。这就是电阻式电热器的加热原理。
实验探究
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等
，即I电炉丝 =I导线 ，通电时间t相同，根据Q I 2 Rt ，因为R电炉丝 R导线 ，
所以电流产生的热量Q电炉丝 Q导线 ，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝
相连的导线却不怎么发热的现象。
焦耳定律ppt课件
授 新
导线却几乎不发热？电流通过导体时产生热量的多少跟什
课 么因素有关？
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
讲
授
新
电热毯和导线通过
课
电流相同，为什么
电热毯很热，而导
线却不那么热?
猜想：可能与电阻有关。电阻越大，电流产生的热量越多。
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
讲
授
新
课
为什么插座上插的
控制变量法
新
I
课
I1 R =10Ω
保持电阻、通电时间相同
A
电路图
实验器材
转换法
观察U型管中液面高度的变化
注意：右侧U型管中液面高度的变 化是由右侧密封在容器内的电阻丝 引起的。
进行实验 讲 授 新 课
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻 的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
实验：电流通过导体产生热量与通电时间的关系 讲 授 新 课
C．同样多
D．无法判断
随 3.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5 A 的电流 堂 时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和
练 电阻丝工作时的电阻。
习
解： P =
W t
=
Q t
=
6.6×104J 60s
= 1.1×103J
R= P = 1.1×103J = 44 Ω
学习
手机发 热、甚至 烫手
用手 机玩 游戏
工作时间 长了，手 机什么感 觉？
讲
电流的热效应
授 新
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
课
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
2.5 焦耳定律 ppt
3．电功率与热功率 （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： 对纯电阻电路，电功率等于热功率； 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．
5、如图所示，两只灯泡L1、L2分别标有“110V， 60W”和“110V，100W”字样，另外有一只 滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中， 要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总 功率最小，应使用下面哪个电路？ L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 L2
小结：
１．电功 W UIt ２．焦耳热 Q I Rt
所以，正确选项为C、D．
1、一个电炉额定电压为220V，额定功率为 800W，如果接入110V电路中，实际消耗的功率 为多大？
2、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值 R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U， 各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1： P2：P3等于（ ） A． 2： 3： 6 R3 R2 R1 B． 6： 3： 2 C． 1： 2： 3 D． 3： 2： 1 在串联电路中，功率
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
例2：对计算任何用电器的电功率都适用的 公式是（ ）
用电器 额定电压 （ V） 额定功率 （W） 29寸彩 电 220 ～150 电熨斗 220 300～ 800 电冰箱 220 100～ 150 微波炉 220 800～ 1200 台灯 220 40～60
焦耳定律ppt课件
一 焦耳定律的基础练习——实验
1、如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验 装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验用______
反映密闭空气温度的变化；
（2）图甲中，通过两个电阻丝的电流______；
该实验探究的是电流通过导体产生的热量与______的 关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右） 侧容器中电阻产生的热量多；
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
可能跟电阻有关 可能跟通过导体的电流有关 可能跟通电时间有关
控制变量法
二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 控制变量法 探究通电导体放出的热量与电阻的关系
？ 怎样判断通电导体放出的热量大小
2．公式： Q = I2Rt
电热（焦）
通电时间（秒） 电流（安） 电阻（欧姆）
3．适用范围：适用于所有电路电热的计算
三 焦耳定律 例1：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内 共产生多少热量?
三 焦耳定律
例2： 一电动机的线圈电阻是4.4Ω，当它接在220V的电压下 工作时，通过线圈的电流是5 A，求在1s内：
。
2、并联时，相同时间中产生的热量之比Q1:Q2=
。
3、相同时间内产生热量较多的是 或“并联”）。
电路 （填“串联”
串并联电路中，电路放出的总热量与各通电导体 放出的热量有什么关系？
多挡位问题
多挡位问题
加热挡 保温挡
电源电压不变
多挡位问题
1.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，
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1.电动机消耗的电功率P电是多？ 2.电动机发热的热功率P热是多少？
类比例1、例2题可知：
纯电阻电路:
电能 W IUt
R
内能 Q
I 2Rt
非纯电阻
M
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
电路:
电能 → 内能+其他形式的能
W
W其
Q IUt ＞ I 2Rt
１．电功 W=UIt
一、电功和电功率
1．电功：在一段电路中电场力(电流)所做的功.
W=UIt
单位: 焦耳（J） 常用单位： 1度=1kW·h＝3.6×106J
2．电功率：单位时间内电流所做的功
P＝W/t＝UI
电流做功 的快慢．
单位：瓦特Байду номын сангаасW）
常用单位： 1MW=103kW＝106W
３．额定功率和实际功率
二二、、焦焦耳耳定定律律
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率
２．焦耳热 Q = I2Rt
对非纯电阻电路: 电功>电热
电功率>热功率
３．电功率 P＝W/t＝UI
４．热功率 P Q / t I 2R
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这个电阻产生的热量越多。
实验3：研究电热与电流关系学科网
R=5Ω I
R=5Ω I1
I > I1
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过 一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 多。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验装置
实验1：研究电热与时间关系
R1 = 5 Ω
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间 越大，这个电阻产生的热量越多。
实验2：研究电热与电阻关系
人教版选修3—1
第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热量产生 。
想一想：是什么做功？能量如何转化的？
那么电流做功的实质是什么呢？我们可以通过下面 一段电路来研究。
设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的
电荷量 q=It ．
则电场力做功W=qU 即：W=UIt
焦耳
1、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，跟导体的电阻成正 比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt 3．单位：焦耳（J） 注意： Q = I2Rt 求任何电路的热量（电热）。
2、热功率 1．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．
P Q/t I2R
【例题1】 某同学家中有一个火炉，电阻 是50Ω，当它两端所加的电压为220V时， 通过的电流是,4.4A。
• 1. 火炉消耗的电功率P电是多？ • 2. 火炉发热的热功率P热是多少？
【例题2】 一个电动机，线圈电阻是 0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时， 通过的电流是5A。
类比例1、例2题可知：
纯电阻电路:
电能 W IUt
R
内能 Q
I 2Rt
非纯电阻
M
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
电路:
电能 → 内能+其他形式的能
W
W其
Q IUt ＞ I 2Rt
１．电功 W=UIt
一、电功和电功率
1．电功：在一段电路中电场力(电流)所做的功.
W=UIt
单位: 焦耳（J） 常用单位： 1度=1kW·h＝3.6×106J
2．电功率：单位时间内电流所做的功
P＝W/t＝UI
电流做功 的快慢．
单位：瓦特Байду номын сангаасW）
常用单位： 1MW=103kW＝106W
３．额定功率和实际功率
二二、、焦焦耳耳定定律律
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率
２．焦耳热 Q = I2Rt
对非纯电阻电路: 电功>电热
电功率>热功率
３．电功率 P＝W/t＝UI
４．热功率 P Q / t I 2R
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这个电阻产生的热量越多。
实验3：研究电热与电流关系学科网
R=5Ω I
R=5Ω I1
I > I1
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过 一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 多。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验装置
实验1：研究电热与时间关系
R1 = 5 Ω
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间 越大，这个电阻产生的热量越多。
实验2：研究电热与电阻关系
人教版选修3—1
第二章 恒定电流 第五节 焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热量产生 。
想一想：是什么做功？能量如何转化的？
那么电流做功的实质是什么呢？我们可以通过下面 一段电路来研究。
设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的
电荷量 q=It ．
则电场力做功W=qU 即：W=UIt
焦耳
1、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，跟导体的电阻成正 比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt 3．单位：焦耳（J） 注意： Q = I2Rt 求任何电路的热量（电热）。
2、热功率 1．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．
P Q/t I2R
【例题1】 某同学家中有一个火炉，电阻 是50Ω，当它两端所加的电压为220V时， 通过的电流是,4.4A。
• 1. 火炉消耗的电功率P电是多？ • 2. 火炉发热的热功率P热是多少？
【例题2】 一个电动机，线圈电阻是 0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时， 通过的电流是5A。