1、.電功和電熱、焦耳定律、電阻定律【學習目的】1理解電功和電功率，掌握電功和電功率的計算2知道焦耳定律的物理意義，掌握焦耳定律在生活中的應用3從能量守恒和轉化理解電功和電熱的區別，知道純電阻電路和非純電阻電路.4理解電功、電功率以及焦耳熱的計算公式，可以純熟地運用其進展計算；明確不同的電路中能的轉化情況，可以區分電功和焦耳熱的不同、電功率和熱功率的不同。 5在非純電阻電路中能的轉化，電功和電熱的區別以及一些功率的意義如電源的總功率，發熱功率，額定功率，實際功率等。 6明確導體電阻的決定因素，可以從實驗和理論的兩個方面理解電阻定律，可以純熟地運用電阻定律進展計算。【要點梳理】知識點一、電功和電功率

2、1電功1本質：因電流是自由電荷在電場力作用下定向挪動形成的，電流做的功，本質上是電場力挪動電荷做的功2表達式：設加在一段電路兩端的電壓為，流過電路的電流強度為，那么時間內流過電路的電量.電場力挪動電荷做的功時間內電流做功說明：電流在一段電路上所做的功，跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間成正比注意：電功適用于任何電路在純電阻電路中，由于，所以在純電阻電路中的電功可表示為3單位：在國際單位中功的單位是焦耳，符號為，常見的電功單位還有：千瓦時，也稱“度，. 4意義：電流做功的過程是電能轉化為其他形式能的過程，電流做了多少功，就說明有多少電能轉化為其他形式的能，即電功反映了電能轉化為其他形式

3、能的多少2電功率1定義：電流所做的功跟完成這些功所用時間的比值，叫做電功率2公式：計算電功率的普適公式為和，對于純電阻電路，計算電功率還可以用公式和.3單位：在國際單位制中的單位是瓦，符號為，常用的還有千瓦，.4意義：電功率表示電流做功的快慢用電器的額定功率和實際功率：額定功率：用電器長期正常工作時的最大功率，也就是用電器加上額定電壓或通以額定電流時消耗的電功率。實際功率：用電器的實際工作時消耗的電功率。要點詮釋：為了使用電器不被燒毀，要務實際功率不能大于其額定功率。 知識點二、焦耳定律1焦耳定律：11841年，英國物理學家焦耳發現載流導體中產生的熱量稱為焦耳熱與電流 的平方、導體的電阻、通電

4、時間成正比，這個規律叫焦耳定律。焦耳定律是一個實驗定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計算電熱時都用到它。2熱功率：單位時間內導體的發熱功率叫做熱功率熱功率等于通電導體中電流的二次方與導體電阻的乘積 3電功率與熱功率 對純電阻電路，電功率等于熱功率 即： 此時，可得 ,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉化為除熱能外其他形式的功率之和即： 此時，可得 ,所以，對非純電阻電路歐姆定律不成立.2電熱1電熱：由于導體的電阻，使電流通過導體時消耗的電能中轉化為內能的那一部分能量叫電熱。2內容：電流通過導體時產生的熱量等于電流的平方、導體的電阻和通

5、電時間的乘積。3公式：.4適用對象但凡要計算電熱，都應首選，可求任何電路中電流通過電阻時所產生的熱量。 3熱功率的意義及計算1熱功率：單位時間內發熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉化為內能的功率， 即.2熱功率計算當電路不是純電阻電路時，電功用來計算，電熱只能用進展計算，電功率用計算，熱功率只能用計算。知識點三、電功和電熱的比較對任何電路，電流做的功恒為；電流產生的熱恒為.1在純電阻電路中，由于，因此，即電流做的功全部轉化為電熱2在非純電阻電路像含有電動機、電解槽的電路中，電流做的功只有很少一部分轉化為電熱，絕大部分轉化成機械能或化學能等其他形式的能因此，即，根據能的轉化和守恒定律知，在非純電

6、阻電路中滿足：電功電熱其他形式的能，即例如，一臺電動機，額定電壓是，電阻是，在正常工作時通過的電流是，每秒鐘電流做的功為，而每秒鐘電流產生的熱為，可見，電功比電熱大得多其中為每秒鐘產生的機械能知識點四、電路中電功率和熱功率的計算方法1注意區別 “負載“負荷與“電阻“負載或“負荷是對用電器功率特征的一種習慣稱謂通常說“負載或“負荷大，是指用電器的功率大，并不是用電器的“電阻大在一般情況下，“負載大的用電器電阻反而小如“與的兩個燈泡，后者的功率大但電阻卻較小2注意區別純電阻電路與一般電路電路消耗的電能全部轉化為電熱內能的電路稱為純電阻電路，對純電阻電路有電路消耗的電能并不完全轉化為內能，還有一部分

7、轉化為其它形式的能如機械能、化學能等，這種電路叫非純電阻電路，如電動機、電解槽的電路等。對非純電阻的電路有：，此時或，決不能亂套用公式。要點詮釋：對非純電阻電路計算電功率只能用，計算熱功率只能用.知識點五、電動機工作過程的能量轉化 1電流做功的過程，是電能轉化為其他形式能量的過程電動機把電能轉化為機械能；電解槽把電能轉化為化學能；電熱器把電能轉化為熱能在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的電勢能轉化為電荷的動能；在金屬導體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向挪動的動能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能完全轉化為內能2.電動機的總功率輸入功率：總.3.電動機的熱功率.4

8、.電動機的輸出功率機械功率：.5.電動機的效率：要點詮釋：注意區分電動機的幾種功率，從能量守恒角度去分析和考慮電動機問題。知識點六、電阻定義及意義1導體電阻的定義及單位導體對電流的阻礙作用叫做導體的電阻，導體的電阻與導體本身性質有關，與電壓、電流均無關。1定義：導體兩端的電壓與通過導體的電流大小之比叫導體的電阻。2公式：.3單位：歐姆，常用單位還有千歐、兆歐 2物理意義反映導體對電流阻礙作用的大小。要點詮釋：導體對電流的阻礙作用，是由于自由電荷在導體中做定向運動時，跟導體中的金屬正離子或原子相碰撞發生的。電流流經導體時，導體兩端出現電壓降，同時將電能轉化為內能。提供了測量電阻大小的方法，但導體

9、對電流的這種阻礙作用是由導體本身性質決定的，與所加的電壓，通過的電流均無關系，決不能錯誤地認為“導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與電流成反比。對，因與成正比，所以.知識點七、電阻定律 1電阻定律的內容及適用對象1內容：同種材料制成的導體，其電阻與它的長度成正比，與它的橫截面積成反比；導體電阻與構成它的材料有關。2公式：.要點詮釋：式中是沿電流方向導體的長度，是垂直電流方向的橫截面積，是材料的電阻率。3適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解質溶液。要點詮釋：電阻定律是通過大量實驗得出的規律，是電阻的決定式。導體的電阻反映了導體阻礙電流的性質，由導體本身的因素決定。 2電阻率的意

10、義及特性1物理意義：電阻率是一個反映導體導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性，與導體的形狀、大小無關。2大小：.要點詮釋：各種材料的電阻率在數值上等于用該材料制成的長度為，橫截面積為的導體的電阻。3單位是歐姆米，符號為.4電阻率與溫度的關系：各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化。金屬的電阻率隨溫度升高而增大，可用于制造電阻溫度計。有些合金如錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標準電阻。各種金屬中，銀的電阻率最小，其次是銅、鋁，合金的電阻率大于組成它的任何一種純金屬的電阻率。【典型例題】類型一、純電阻電路功率分配與計算例1.電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具

11、有加熱和保溫功能，其工作原理大致一樣如下圖為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲、和自動開關1當自動開關閉合和斷開時，用電器分別處于什么工作狀態？2用電器由照明電路供電，設加熱時用電器的電功率為，保溫時用電器的電功率為，那么和分別為多大？【答案】1閉合時為加熱狀態，斷開時為保溫狀態.2,.【解析】1由于是純電阻電路，當開關閉合時，被短路，電路中只有，此時電器消耗的電功率為，斷開時，故閉合時為加熱狀態，斷開時為保溫狀態.2閉合時，由得斷開時，和串聯，由得【總結升華】在純電阻電路中，均適用，可以根據電路的連接情況靈敏選擇公式此題的難點是知道開關斷開與閉合時電路的連接情況舉一反三：【變式1】

12、有兩個標有“和“字樣的燈泡，要把它們接在的電源上，燈泡即能正常發光，又能省電的連接方式應是圖中的哪個？ 【答案】D【變式2】把“的燈和“的燈串聯起來接到的電路中，導線的電阻不計，那么兩燈 A電阻之比 B電壓之比為C功率之比為 D電熱之比為【答案】ACD類型二、識別純電阻與非純電阻電路例2.一臺電風扇的額定功率是,內阻為，當它接在的電壓下正常運轉，求： 1電風扇正常運轉時，通過它的電流多大？每秒有多少電能轉化為機械能？ 2假設接上電源后，電風扇因故不能轉動，這時通過它的電流多大？電風扇實際消耗的電功率多大？此時可能會發生什么問題？【答案】1；，2；電風扇將被燒壞.【解析】1電風扇正常運轉，消耗的

13、功率為額定功率,所以 由能量守恒定律得 ,.所以 2電風扇不轉動，相當于純電阻，由歐姆定律得：,所以 實際消耗電功率由于電風扇實際消耗的功率遠大于其額定功率，且電能全部轉化為內能，電風扇將被燒壞.【點評】1正確識別純電阻電路域非純電阻電路。巧用能的轉化與守恒定律是分析求解該類題目的關鍵.2不要認為有電機的電路一定是非純電阻電路，當電動機不轉動時，應視為純電阻電路，歐姆定律仍適用.舉一反三：【變式1】一直流電動機線圈的內阻一定，用手握住轉軸使其不能轉動，在線圈兩端加電壓為時，電流為。松開轉軸，在線圈兩端加電壓為時，電流為，電動機正常工作。求該電動機正常工作時，輸入的電功率是多少？電動機的機械功率

14、是多少？【答案】 【解析】此題考察的是電動機的功率問題，關鍵是分清電功和電熱的關系。電動機不轉動時，其消耗的電功全部轉化為內能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得電動機線圈內阻：電動機轉動時，消耗的電能轉化為內能和機械，其輸入的電功率為：.電動機的機械功率：【總結升華】1此題是非純電阻電路，但電動機不轉時，可視為純電阻，這是此題的重要條件；電動機產生的內能必須用來求。【變式2】例4、有一個直流電動機，把它接入電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是，假設把電動機接入電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是求：1電動機正常工作時的輸出功率多大?2假如在電動機正常工作時，轉子突然被卡住，電動

15、機的發熱功率是多大?【答案】1 2【解析】1電動機在接入的電路時，電動機不轉，測得電流是，可知此時電功就等于電熱，根據歐姆定律，可求得線圈內阻當接入電壓時，電流為，電動機正常工作，可知此時輸入功率為線圈的發熱功率為即電功大于電熱，以機械能形式輸出2假如在正常工作時電動機被卡住，那么電流做的功全部轉化為電熱，這時，類型三、根據銘牌和熱功率進展計算例3一臺國產封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術參數如下表所示根據表中所提供的數據，計算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態時，通過電熱水器的電流約為 A B C D【答案】A【解析】 由可知，該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態時的電流為：應選項A

16、正確舉一反三：【變式】下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術參數，不計其自身機械損耗假設該車在額定狀態下以最大運行速度行駛，那么 A電動機的輸入功率為B電動機的內電阻為C該車獲得的牽引力為D該車受到的阻力為【答案】AD.【解析】，故A正確，故B錯，故C錯，D正確類型四、電阻定律例4兩根完全一樣的金屬裸導線，假如把其中一根均勻的拉長到原來的兩倍，把另一根導線對折后絞合起來，那么它們的電阻之比為多少？【答案】【解析】金屬線原來的電阻為拉長后：，因為體積不變，所以.，對折后，所以，那么【總結升華】決定導體電阻大小的三因素是：導體的材料、長度和橫截面積，無論哪一個發生變化，導體的電阻都要發生

17、改變，對此題對折前后和拉長前后導體的總體積均未發生變化。舉一反三：【變式1】直徑的細鉛絲通以的電流被熔斷，直徑的粗鉛絲通過的電流被熔斷，假如由長度一樣的根細鉛絲和一根粗鉛絲并聯為電路中的保險絲，那么通過 電流時，電路斷開。A B C D 【答案】B【解析】由，即由并聯知識可求出 ，并注意到假設兩端加電壓，那么超過了粗鉛絲的熔斷電流，所以并聯鉛絲兩端只能加電壓，可求出總電流值為.【總結升華】1理解熔斷電流即為最大電流；2此題要結合運用串并聯電路知識和電阻定律來求解。【變式2】如下圖，均勻的長方形薄片合金電阻板，邊為，邊為，當端點或接入電路時，是 A B C D【答案】D【變式3】如下圖，是一個外

18、表均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為，直徑為，鍍膜材料的電阻率為，膜的厚度為管兩端有導電金屬箍、現把它接入電路中，測得、兩端電壓為，通過它的電流為那么金屬膜的電阻率的值為 A B C D 【答案】C類型五、由伏安曲線進展分析計算例5如下圖為通過某小燈泡的電流與其兩端的電壓關系圖線，試分析計算出其電壓為時小燈泡的電阻，并說明電阻的變化規律。 【答案】 電阻越來越大【解析】此題考察的是對圖象的理解，當電壓為時，電流為，所以有：當電壓為時，電流為，所以由分析可知：電阻越來越大。 【總結升華】隨著電壓的升高，曲線的斜率越來越小，電阻越來越大，因此其電阻不是一個固定的值，其電阻隨溫度的升高逐漸變大。

19、舉一反三：【變式1】如下圖，圖甲為一個電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關系曲線由圖可知，兩者不成線性關系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發生了變化的緣故，參考這條曲線答復以下問題不計電流表內阻，線路提供電壓不變：1假設把三個這樣的電燈串聯后，接到電壓恒定為的電路上，求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻；2如圖乙所示，將兩個這樣的電燈并聯后再與的定值電阻串聯，接在電壓恒定為的電路上，求通過電流表的電流值以及每個燈的實際功率【答案】1；，2；.【解析】1由于三個電燈完全一樣，所以每個電燈兩端的電壓為：結合圖象可得當時，故每個電燈的電阻為：2設此時電燈兩端的電壓為，流過每個電燈的電流為，由串聯電路的規律得代

20、入數據得在圖甲上畫出此直線如下圖可得到該直線與曲線的交點，即流過電燈的電流為，那么流過電流表的電流為每個燈的功率為：例6兩盞額定電壓為的白熾燈和的特性曲線如下圖，的額定功率約為_；現將和串聯后接在的電源上，電源的內阻忽略不計此時的實際功率約為_【答案】 【解析】 此題考察的是曲線及額定功率和實際功率，關鍵是根據曲線找出額定電流和實際電流從伏安特性曲線可知，當到達額定電壓時，通過的電流為，所以額定功率假如把與串聯接在的電源上，且，即，從圖象上可知，燈的實際功率【總結升華】1此題中，燈泡的電阻在不同的電壓下阻值是不同的，所以不能用固定的電阻值來計算，這是易錯點，也是難點2此類題目要注意從圖象中獲取

21、信息，怎樣將這些信息與所求量的公式聯絡起來，靈敏求解，這需要具有較高的讀圖識圖才能。類型六、正確理解電阻定律和歐姆定律例7以下說法正確的選項是 A由知，一段導體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流成反比B比值反映了導體阻礙電流的性質，即電阻C導體中電流越大，導體電阻越小D由知，通過一段導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比【答案】BD【解析】導體的電阻決于導體自身，與、無關，故A、C錯誤；比值反映了導體對電流的阻礙作用，是電阻的定義式，選項B正確；由歐姆定律可知，D項正確舉一反三：【變式】在如下圖的電路中，為電源電動勢，為電源內阻，和均為定值電阻，為滑動變阻器。當的滑動觸點在端時合上開關，此時三個電表、和的示數分別為、和，現將的滑動觸點向端挪動，那么三個電表示數的變化情況是 A增大，不變，增大