1、2.5焦耳定律高中物理焦耳定律新人教版選修3-1當電動車遇到八達嶺沒轍了！為什么呢？歇菜了！燒掉了!一、電功和電功率如圖一段電路兩端的電壓為如圖一段電路兩端的電壓為u，通過的電，通過的電流為流為i，在時間，在時間t內通過這段電路任一橫截內通過這段電路任一橫截的電荷量的電荷量itq 則則電場力做功即：電場力做功即： quw uitw 1電功：在一段電路中電場力所做的功，也電功：在一段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱為電就是通常所說的電流所做的功，簡稱為電功功uitw 電流在一段電路上所做的功等于這段電路電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓兩端的電壓u、電路中的電

2、流、電路中的電流 i 和通電時間和通電時間 t 三者的乘積三者的乘積在國際單位制中電功的單位是焦（在國際單位制中電功的單位是焦（j），），常用單位有千瓦時（常用單位有千瓦時（kwh）.1kwh3.6106j2電功率：單位時間內電流所做的功電功率：單位時間內電流所做的功uitwp（）一段電路上的電功率（）一段電路上的電功率p等于這段電路兩等于這段電路兩端的電壓端的電壓u和電路中電流和電路中電流i的乘積的乘積（）電功率表示電流做功的快慢（）電功率表示電流做功的快慢（）單位：在國際單位制中是瓦（）單位：在國際單位制中是瓦（w），常），常用單位還有毫瓦（用單位還有毫瓦（mw），千瓦（），千瓦（kw）1

3、kw103w106mw=10-3mw額定功率和實際功率：用電器銘牌上所標額定功率和實際功率：用電器銘牌上所標稱的功率是稱的功率是額定功率額定功率，用電器在實際電壓下，用電器在實際電壓下工作的功率是工作的功率是實際功率實際功率用電器只有在額定電壓下工作實際功率才用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率等于額定功率幾種常見家用電器的額定功率幾種常見家用電器的額定功率 用電路用電路29吋彩吋彩電電電熨斗電熨斗電冰箱電冰箱微波爐微波爐臺燈臺燈額定電壓額定電壓（v）220220220220220額定功率額定功率（w）15030080010015080012004060二、電功率和熱功率 1電流做

4、功的過程，是電能轉化為其他形式電流做功的過程，是電能轉化為其他形式能量的過程能量的過程探討幾個用電器的能量轉化情況探討幾個用電器的能量轉化情況 a、電流流過電爐、電流流過電爐 b、電流流過電解槽、電流流過電解槽 c、電流流過電風扇、電流流過電風扇電能轉化為熱能。電能轉化為熱能。電能轉化為化學能和熱能電能轉化為化學能和熱能 電能轉化為機械能和熱能電能轉化為機械能和熱能 純電阻電路：純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉子被卡住的電動機轉子被卡住的電動機也是純電阻器件也是純電阻器件 非純電阻電路：非

5、純電阻電路：電路中含有電動機在轉動電路中含有電動機在轉動或有電解槽在發生化學反應的電路或有電解槽在發生化學反應的電路 高中物理焦耳定律新人教版選修3-1小試牛刀為什么呢？從能量轉化的角度思考：從能量轉化的角度思考：卡住卡住與與正常運轉正常運轉有什么區別有什么區別2焦耳定律：焦耳定律：電流通過導體時產生的熱量電流通過導體時產生的熱量q等于電流等于電流i的二次方、導體的電阻的二次方、導體的電阻 r 和和通電時間通電時間 t 三者的乘積三者的乘積 rtiq2焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路路 熱功率：單位時間內導體的發熱功率叫做熱功率：單位時

6、間內導體的發熱功率叫做熱功率熱功率熱功率等于通電導體中電流熱功率等于通電導體中電流i 的二次方與的二次方與導體電阻導體電阻r 的乘積的乘積 ritqp2純電阻電路純電阻電路: 電能電能 內能內能 qi2rt wuit=i=u/rm非純電阻電路非純電阻電路:電能電能 內能內能+其它形式的能其它形式的能ww - qquit i2rtiu/r說明：歐姆說明：歐姆定律不適用定律不適用于非純電阻于非純電阻電路！電路！指某段電路指某段電路在某段時間在某段時間內消耗的全內消耗的全部電能部電能! ! 指轉化為指轉化為內能的那內能的那部分電能部分電能!純電阻電路純電阻電路: 非純電阻電路非純電阻電路:電能電能

7、內能內能電能電能 內能內能+其它形式的能其它形式的能 qi2rt wuit=i=u/r電功電功 = 電熱電熱：w=q = uit =i2rt =u2t/r電功率電功率=熱功率熱功率：p =p熱熱 = ui = i2r = u2/rmww - qquit i2rtiu/r電功：電功：w= uit電熱：電熱：q=i2rt電功率：電功率：p=ui熱功率：熱功率：p熱熱=i2r高中物理焦耳定律新人教版選修3-1你知道了嗎?“當電動車遇上八達嶺”為什么會容易燒掉嗎?i額額=p額額/u額額 =1000/220a 4.5a 例例1：規格為：規格為“220v，1000w”的電爐，求：的電爐，求： 1.電爐正常

8、工作時，通過電阻絲的電流電爐正常工作時，通過電阻絲的電流 2. 電爐的電阻電爐的電阻 2.電爐的電阻：電爐的電阻： r=u額額2/p額額 =2202/1000解：解：1.由由p=ui知，電爐正常工作時：知，電爐正常工作時： =48.4非純電阻電路中計算非純電阻電路中計算電功率電功率只能用只能用p=ui， 熱功率只能用熱功率只能用p熱熱=i2r所以所以 正確的是正確的是 （c）例例2、加在某臺電動機上的電壓是、加在某臺電動機上的電壓是u，電動，電動機消耗的電功率為機消耗的電功率為p，電動機線圈的電阻為，電動機線圈的電阻為r，則電動機線圈上消耗的熱功率為則電動機線圈上消耗的熱功率為( ) ap b

9、u2/r c cp2r/u2 dp- -p2r/u2例例3.3.對計算任何用電器的電功率都適用對計算任何用電器的電功率都適用的公式是（的公式是（ ） rip2rup2uip twp 解析：電功率計算的普通公式為電功率計算的普通公式為uitwp用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵用電器有的是純電阻用電器（例電爐、電烙鐵等）有的是非純電阻用電器（例電動機、電解等）有的是非純電阻用電器（例電動機、電解槽等）槽等）rui 只有是在純電阻用電器的前提下，才可由只有是在純電阻用電器的前提下，才可由 改寫電功率的表達式改寫電功率的表達式 所以，正確選項為所以，正確選項為c、d 例例4、一個電動機，線圈電

10、阻是、一個電動機，線圈電阻是0.4 ，當它兩端，當它兩端所加的電壓為所加的電壓為220v時，通過的電流是時，通過的電流是5a。這臺。這臺電動機每分鐘所做的機械功有多少電動機每分鐘所做的機械功有多少?解解:電動機消耗的電功率電動機消耗的電功率p電電、電動機的發熱功率、電動機的發熱功率p熱熱、轉、轉化為機械能的功率化為機械能的功率p機機。三者之間遵從。三者之間遵從能量守恒定律能量守恒定律: p電電p熱熱+p機機由焦耳定律由焦耳定律:電動機的熱功率為電動機的熱功率為: p熱熱 i2r 消耗的電功率為消耗的電功率為: p電電iu因此電動機所做機械功的功率因此電動機所做機械功的功率: p機機p電電p熱熱

11、iui2r根據功率與做功的關系，電動機每分鐘所做的機械功為根據功率與做功的關系，電動機每分鐘所做的機械功為: wp機機t=(iu一一i2r)t =(5220- -520.4) 60j =6.5104j小結：小結：電功電功 uitw 電功率電功率 uitwp熱功率熱功率 ritqp2焦耳熱焦耳熱 rtiq2小結：焦耳定律小結：焦耳定律 qi2rt 電功和電熱：電功和電熱：1）純電阻電路中（電路中只含有電阻）純電阻電路中（電路中只含有電阻） wuiti2rtq p電電ui p熱熱qti2r2）非純電阻電路中：）非純電阻電路中： wuit 大于大于i2rtq； p電電ui 大于大于p熱熱qti2r p電電p熱熱p其它其它 高中物理焦耳定律新人教版選修3-12如圖所示，直流電動機如圖所示，直流電動機m的電樞電阻一定，的電樞電阻一定，當電源電壓當電源電壓u=0.3v時電動機不轉動，電流表時電動機不轉動，電流表的示數為的示數為0.3a當當u=2v時，電動機正常運轉，時，電動機正常運轉，電流表的示數為電流表的示數為0.8a（1）求電動機正常工作時輸出的機械功率）求電動機正常工作時輸出的機械功率（2）