电功 电功率 焦耳定律

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电功、电功率和焦耳定律

电功、电功率和焦耳定律
〔已知水的比热是4.2×103J/(kg· ℃)〕 ××牌全自动热水器 型 号:SHP2-12D 容 量:30L 额定功率:2kW 类 别:防触电保护一类 额定电压:220V 净 重:22kg 出厂日期:×年×月×日 编 号:2003031000 重庆市××厨房设备有限公司制造
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

电功率 焦耳定律

电功率 焦耳定律

第十八章 电功率 第一节 电能1、电功:定义:电流所做的功叫电功。

电功的符号是W 单位:焦耳(焦,J )。

电功的常用单位是度,即千瓦时(kW ·h )。

1kW ·h =3.6×106J 电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。

公式:①W=UIt U=W It I =W U t t =WU I②W=I 2Rt I 2=W R t I = W R t R = W I 2 t t = W I 2R③W=U 2Rt U 2= W R t U = W R t R =U 2 t W t =W R U 2④W=UQ U=W Q Q =WU ⑤ W=Pt P=W t t=WP公式中的物理量:W ——电能——焦耳(J ) U ——电压——伏特(V ) I ——电流——安培(A ) t ——时间——秒(s ) R ——电阻——欧姆(Ω) Q ——电荷量——库伦(C ) P ——功率——瓦特(W )1、 电能表:测量电功的仪表是电能表(也叫电度表)。

下图是一种电能表的表盘。

表盘上的数字表示已经消耗的电能,单位是千瓦时,计数器的最后一位是小数,即1234.5 kW ·h 。

用电能表月底的读数减去月初的读数,就表示这个月所消耗的电能。

1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。

“220 V ”表示这个电能表的额定电压是220V ,应该在220V 的电路中使用。

“10(20 A )”表示这个电能表的标定电流为10A ,额定最大电流为20 A 。

“50 Hz ”表示这个电能表在50 Hz 的交流电中使用;“600 revs/kW ·h ”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1千瓦时的电能,电能表上的表盘转过600转。

根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时,可以列比例式: h 600revs/kW h1kW 电表转数消耗电耗⋅⋅=2、 串并联电路电功特点:① 在串联电路和并联电路中,电流所做的总功等于各用电器电功之和;② 串联电路中,各用电器的电功与其电阻成正比,即W 1W 2 =R 1R 2;③ 并联电路中,各用电器的电功与其电阻成反比,即W 1W 2 =R 2R 1(各支路通电时间都相同)。

电功、电功率、焦耳定律

电功、电功率、焦耳定律
2 U2 2.0 P热= 2 W 8 W。 r 0.5
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

焦耳定律三个公式

焦耳定律三个公式

焦耳定律三个公式焦耳定律是研究热学中的基本定律之一,描述了能量转换的原理。

它建立在能量守恒定律的基础上,指出了能量转化的过程中所涉及的物理量之间的关系。

焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

下面将详细介绍这三个公式。

1.功率公式:焦耳定律的功率公式描述了功率与电力和电流之间的关系。

它表示为P=IV,其中P为功率,单位为瓦特(W);I为电流,单位为安培(A);V为电压,单位为伏特(V)。

这个公式表明,功率等于电流与电压的乘积。

功率可以理解为单位时间内能量的转移速度,或者说单位时间内对外界做功的速率。

根据焦耳定律,电流是电荷通过导体的速率,而电压则是电荷在导体上受到的驱动力。

因此,功率公式可以理解为电流通过导体时所受到的驱动力乘以电流的速率。

换句话说,功率等于电流通过导体时所产生的能量转移速度。

2.电功率公式:焦耳定律的电功率公式描述了电功率与电阻、电流和电压之间的关系。

它表示为P=I^2R,其中P为电功率,单位为瓦特(W);I为电流,单位为安培(A);R为电阻,单位为欧姆(Ω)。

电功率可以理解为单位时间内克服电阻所消耗的能量。

由于电流通过电阻时会产生电阻的热量,所以电功率可以看作是电阻产生热量的速率。

根据焦耳定律,电阻的热量与电流的平方成正比。

因此,电功率公式中的电流平方表明了电功率与电流的关系,而电阻则是电功率的比例因子。

3.电阻功率公式:焦耳定律的电阻功率公式描述了电阻功率与电阻和电压之间的关系。

它表示为P=V^2/R,其中P为电阻功率,单位为瓦特(W);V为电压,单位为伏特(V);R为电阻,单位为欧姆(Ω)。

电阻功率可以理解为单位时间内通过电阻消耗的能量。

根据焦耳定律,电阻消耗的能量与电流通过电阻时所产生的热量成正比,而产生热量的大小与电压的平方成正比。

因此,电阻功率公式中的电压平方表明了电阻功率与电压的关系,而电阻则是电阻功率的比例因子。

综上所述,焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

高二物理焦耳定律(3)

高二物理焦耳定律(3)
Q I2Rt
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。

3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)

3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)

浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热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。

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: P=I*U=I2R=U2/R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.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。

3.热功率的意义及计算(1)热功率:单位时间内发热的功率叫作热功率。

热功率即电能转化为内能的功率,即:P=Q/t=I2R(2)热功率计算:当电路不是纯电阻电路时,电功用W=UIt来计算,电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算,电功率用P=IU计算,热功率只能用P热=I2R计算。

4.电热的档位问题:如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档:R2单独工作中温档:R1单独工作低温档:R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档:R1,R2同时工作中温档:R2单独工作低温档:R1单独工作【例题分析】【例1】(2021·甘肃期末)额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是()A.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3∶2B.甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1∶3C.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】(2021·山东期末)如图所示,为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,两密封容器内部盛有等量的空气,以下说法正确的是()A.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变C.同时闭合开关S1和S2,可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】(2022·河北期末)如图所示,灯L标有“6V,3.6W”字样,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表示数为0.1A,灯实际功率为0.9W(灯丝电阻不随温度变化),下列分析不正确的是()A.灯L的额定电流为0.6A B.电源电压为3VC.定值电阻R0的阻值为30Ω D.整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】(2022·贵州六盘水中考)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。

十大电路定理

十大电路定理

电功电功率和焦耳定律库仑定律(Coulomb's law)Electric work,electric power and Joule's law单位换算⑴1卡(Cal orie)=4.1858518焦耳(J)1焦耳(J)=0.23890000119卡(cal)⑵焦耳--卡路里:1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ)1千焦耳(KJ)=0.239千卡(KCAL)1卡=4.184焦耳1焦耳=0.2389卡⑶焦耳--瓦特:1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)⑷焦耳--牛顿米:1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m)名词解释:电功(W):电流所做的功称为电功(The work done by current is called electric work)单位是焦耳(J)。

电量(Q):单位是库伦(C)。

1库伦=6.25x1018个电子所带的电量。

1个电子所带的电量为1.6x10-19C。

电量quantity of electricity。

电流(I):单位是安培(A)。

1安培(1A)=1秒(1S)通过给定截面的总电量是1库伦(1C)。

Q=W/t(W单位焦耳J,t单位秒s)电压(U):单位是伏特(V)。

移动单位电荷所需要的能量叫电压。

V=W/Q(W单位焦耳J,Q单位库伦C)。

电阻(R):单位是欧姆(Ω)。

某材料两端若加有1伏特(1V)的电压,如果材料中流过的电流是1安培(1A),则该材料的电阻值为1欧姆(1Ω)R=U/R。

电导G=1/R(S)。

重要定理(10个)⑴(电路)基尔霍夫定律(Kirchhoff laws)基尔霍夫第一定律(KCL)又称基尔霍夫电流定律所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。

假设进入某节点的电流为正值,离开这节点的电流为负值,则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。

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§4.2电功电功率焦耳定律
在我国,电力公司每个月都要向各个家庭收取一定的电
费。

你知道收取电费是以什么为依据的?是依据各家使用电压
的高低?电流的大小?还是其它的什么因素?
你看到过我们家附近安装的一个与右图相似的电表吗?
你知道这个电表测量的是什么吗?对了,它就是测量各个家庭
消耗的电能的。

那么,你知道消耗的电能的多少与哪些因素有关呢?下面
我们接着学习:
o电功
o电功率
o焦耳定律
电功
电流通过白炽灯时,白炽灯发热发光,这是电能转化为热力学能;电流通过电风扇时,电风扇转动起来,并伴随着温度升高的现象,这是电能转化为机械能和热力学能;电流通过电解槽时,电解液会发生电解和化学变化,并伴随着温度升高的现象,这是电能转化为化学能和热力学能.
以上这些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。

所谓电流做功,实质上是导体中的电场对自由电荷的静电力在做功。

自由电荷在静电力作用下做定向移动,结果电荷的电势能减小,其他形式的能增加。

如果导体两端的电压为U,通过导体横截面的电荷量为q,如下图所示:
根据上一章学习的静电场知识,可知电功
W = qU = UI t
在国际单位制(SI)中,电功的单位是J 。

在日常生活中,我们常用的电功的单位还有kW · h (千瓦·时),即“度”.
1 度= 1 kW · h = 3.6 × 106 J
电功率
我们家中有很多电器,都会消耗电能,但它们消耗电能的快慢程度一般是不同的。

以电灯为例,不同的灯泡正常发光时明暗程度是不同的。

一般来说,同一类型的明亮的灯泡消耗电能快,暗淡的灯泡消耗电能慢。

如何来描写电器消耗电能的快慢程度呢?
为了表示电流通过某段电路做功的快慢程度,我们用比值定义法定义一个新的物理量.电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率,通常用P表示.即
一个100 W的灯泡,10 小时消耗 1 度电;一个40 W的灯泡,25 小时消耗 1 度电。

将W = UIt 代入上式,可得
P = UI
可见,一段电路上的电功率等于这段电路两端的电压和电路中的电流的乘积.在国际单位制中,电功率的单位是 W (瓦)。

一般家用电器的铭牌上都标明了该电器的电功率。

下图就是一台电视机的铭牌,你能从上面了解到它的电功率的大小吗?
焦耳定律
电流通过导体时,导体要发热,这就是电流的热效应。

下图就是当电流通过白炽灯的灯丝时,灯丝逐渐变热直至白炽发光的全过程。

英国物理学家焦耳通过实验归纳出这样的结论: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三者的乘积。

这就是焦耳定律。

用公式表示为:
Q = I 2R t
单位时间内的发热量通常称为热功率,,由上式可得热功率P的表达式为:
P= I 2R
相关知识点:焦耳电功率与热功率的区别
焦耳
焦耳(James Prescort Joule,1818—1889)英国杰出的物理学家。

1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。

父亲是个富有的
啤酒厂厂主。

焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没
上过正规学校。

16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。

1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。

他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。

焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。

他是靠自学成为物理学家的。

焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。

他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。

正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。

此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。

这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。

焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系,他做了许多实验。

总结这些实验结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。

他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。

这对于热的动力说是极好的证明与支持。

因此引起轰动和热烈的争议。

在1840—1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。

他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。

他自己1878年与1849年的测验结果相同。

后来公认值是427千克重·米每千卡。

这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。

他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。

焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。

他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。

1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。

焦耳科学研究的道路是不平坦的。

他在1843年8月21日宣读论文,证实热是一种能量交换的形式时,一些大科学家都表示怀疑和不信任,多次受到科学界的冷遇。

但他以百折不挠的精神,终于在1850年使自己的科学成果获得了科学界的公认。

为了纪念他对科学发展的贡献,国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。

此外与焦耳名字相联系的有:焦耳-楞次定律,焦耳气体自由膨胀实验、焦耳-汤姆孙效应、焦耳热功当量实验、焦耳热等。

1889年10月11日焦耳在塞尔逝世,终年71岁。

P = UI和P= I 2R两式都是电流做功的功率表达式,但两式中“P”的含义是不同的。

前式表示输入给一段电路的全部电功率,或者说在这段电路上消耗的全部电功率。

后式是这段电路上因发热而消耗的功率。

在电路中只有电阻元件时,二者是相等的。

当电路中有电动
机、电解槽等用电器时,电能要分别转化成机械能、化学能等,只有一部分转化成热力学能,这时电功率大于热功率,二者并不相等。

例题
一台电动机,线圈电阻是0.4 Ω,当电动机两端加220 V 电压时,通过电动机的电流是50 A。

这台电动机每分钟所做的机械功有多少?
解:本题涉及三个不同概念的功率:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机。

三者之间遵从能量守恒定律,即P电=P热+P机
由焦耳定律知,电动机的热功率为P热=I2R
电动机消耗的电功率,即电流做功的功率P电=UI
因此电能转化为机械能的功率,即电动机所做机械功的功率为
P机=P电-P热=UI- 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=(UI- I2R)t
=(220*50-502*0.4)*60 J
=6*105 J
例题二
一个额定值为“1 kW,220 V”的电炉,正常工作时的工作电流是多大?如果不考虑温度对电阻的影响,把它接在110 V 的电压上,它的实际功率是多少?
解:根据电功率公式可得,电炉正常工作时的工作电流为
I=P/U=1000/220=4.55 A
由部分电路的欧姆定律,电炉的电阻为
R=U/I=220/4.55=48.4 Ω
当把电炉接在110V的电压上时,电阻不变,所以工作电流为
I’=U’/R=110/48.4=2.27A
电炉消耗的功率为
P’=U’I’=110*2.27=250W
自测题
单项选择题
1.某一电阻为R 的用电器,在其两端加电压U 时,通过用电器的电流为I ,则此用电器消耗的电功率一定是()。

A I 2R
B U2/R
C UI
D UI+I 2R
2.某电站的输出功率是P,输电线的电阻是R,若输出电压为U,那么在时间t 内,输电线上消耗的电能是()。

A P t
B U2 t/R
C P 2R t/U2
D U 2R t
3.一只普通的家用照明白炽灯正常发光时,通过它的电流强度值与下列数值最接近的是()。

A 20 A
B 2 A
C 0.2 A
D 0.02 A。

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