第3節電功與電熱第3章恒定電流現代生活隨處可見用電設備和用電器，例如電燈、電視機、電熱水壺、電動汽車等。你知道這些用電器中的能量是怎樣轉化的嗎？電流通過電水壺電能→內能電能轉化為其它形式的能途徑電流通過電動機電能→

機械能電流通過蓄電池電能→化學能電流做功電功、電功率一1、電功現象：燈亮一會兒后，小風車會轉動起來。原因：電路中的電能轉化為燈泡的光能、內能，燈泡的部分內能通過空氣轉化為小風車的動能。

電流做功實質上是導體中的恒定電場對自由電荷的電場力做功。如圖一段電路兩端的電壓為U，通過的電流為I，在時間t內通過這段電路任一橫截面的電荷量

電場力做功

即：

1、電功和電功率定義：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，簡稱為電功．（1）電功W=UIt公式:(電功普適公式)單位：在國際單位制中電功的單位是焦（J），常用單位有千瓦時（kW·h）.1kW·h＝3.6×106J某同學發現家里的電燉鍋上有兩個檔位，分別是快燉和慢燉，這兩個檔位的本質區別是什么呢？區別：電流做功的快慢不同。電功率不同1、電功和電功率定義：單位時間內電流所做的功.(表示電流做功的快慢)（2）電功率

公式:(電功率普適公式)單位：在國際單位制中是瓦（W），

常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）．

1kW＝103W＝106mW額定功率:用電器在額定電壓下工作的功率.幾種常見家用電器的額定功率

用電器29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60輸入功率:用電器輸入端的電壓與輸入電流之積.額定功率和實際功率輸入功率和輸出功率實際功率:用電器在實際電壓下工作的功率.輸出功率:用電器輸出端的電壓與輸出電流之積.內容：電流通過導體產生的熱量Q與電流I的二次方成正比，與導體的電阻R

及通電時間t成正比。2、焦耳定律公式：Q=I2Rt

(電熱普適公式)單位：焦(J)千瓦時(kW·h).定義:單位時間內的發熱量.熱功率

公式:單位：瓦(W)千瓦(kW)．(熱功率普適公式)微觀解釋當導體內的電子在電場力作用下做定向運動時，會與金屬離子不斷碰撞，在碰撞過程中把一部分動能傳遞給離子，使離子的熱運動加劇，導致導體發熱。電流越大、電阻越大，碰撞就越頻繁、劇烈，導體發熱就越多。電路中和電功與電熱是否會相等？純電阻電路：電路中只含電阻的電路。如：電爐、白熾燈。電流做的功與產生的電熱相等電能全部轉化內能非純電阻電路：電路中含有電動機、電解槽、電源等其他轉換能量的裝置的電路。電能內能其它形式的能如：機械能、化學能等焦耳定律二純電阻電路:

電能

→內能

Q

W=

M非純電阻電路:電能

→內能+其它形式的能WQUIt

I2Rt說明：歐姆定律不適用于非純電阻電路！

R

UItI2Rt小結電功電熱公式W=UItQ=I2Rt物理意義消耗了多少電能電流通過導體時產生了多少熱量純電阻非純電阻W=UItQ=I2Rt對純電阻電路:

電功=電熱電功率=熱功率對非純電阻電路:

電功>電熱電功率>熱功率對計算任何用電器的電功率都適用的公式是(

)

練習1CD解析：只有在純電阻用電器的前提下，才可由

改寫電功率的表達式．

計算電功率的普適公式為:UItWP==一電動機線圈的電阻為1Ω，線圈兩端所加電壓為2V時，電流為0.8A，電動機正常工作．(1)求電動機正常工作1min所消耗的電能;(2)求電動機正常工作1min所轉化的機械能是多少？練習2電動機工作1min消耗的電能為:W＝UIt＝0.8A×2V×60s＝96J電動機工作1min產生的電熱為:Q＝I2Rt＝(0.8A)2×1Ω×60s＝38.4J電動機工作1min轉化成的機械能為:W機械＝W－Q＝96J－38.4J＝57.6J當電動機不轉動時，消耗的電能全部轉化為內能，可視為純電阻電路，由歐姆定律可求得電動機線圈電阻；當電動機轉動時，消耗的電能一部分轉化為電動機因發熱所具有的內能，另外一部分轉化為電動機轉動所具有的機械能。分析解由結果可以看出，電源輸入電動機的電能大部分轉化為機械能，只有少部分轉化為電熱損耗了。在實際應用中，應當盡量減少電熱損耗。如果電風扇接通后由于某種原因被卡住，導致扇葉不轉動，可能會發生什么現象？討論解1．輸入功率：電動機的總功率；P總＝UI2．輸出功率（機械功率）：電動機做有用功的功率；3．熱功率：電動機線圈上有電阻r，電流通過線圈時要發熱；P熱=I2r4．功率關系：P總＝P出＋P熱5．電動機的效率：

電動機的相關計算：電動機M正常工作，理想電壓表示數為4V，理想電流表示數為0.5A。已知電動機線圈電阻r0=1Ω。求：電動機的輸入功率和輸出功率。練習3身邊的電熱三1、利用電阻絲多是用電阻率較大的材料制成在被焊接的金屬表面通過電流，利用接觸電阻產生熱量得到適合焊接的高溫，對接觸面進行焊接。電流熱效應的應用插座與插頭之間、電線的連接處如果接觸不良。就會產生大電阻，容易發熱，甚至迸發火發。發熱機、電動機、變壓器等電氣設備的繞組都用銅導線繞制而成，電流通過繞組時發熱，如果散熱為