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1、 焦耳定律电热电热1. 1. 电功电功W W 定义：定义：在一段电路中电场力所做的功在一段电路中电场力所做的功, ,也就是通常也就是通常 说的电流所做的功说的电流所做的功, ,简称电功简称电功. . 公式：公式：W=UW=UI It t 单位：单位：J J 2. 2. 电功率电功率P P 定义：定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率单位时间内电流所做的功叫做电功率 公式：公式：P=W/t=UP=W/t=UI I 单位：单位：W WkWkWhkWh1kWh=3.61kWh=3.610106 6J J 电功和电功率、电热和热电功和电功率、电热和热功率功率 3. 3. 焦耳定律焦耳定律 内容：内容：
2、电流通过某导体，在时间电流通过某导体，在时间t t内产生的热量内产生的热量, , 跟跟 电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 公式：公式：Q=Q=I I2 2RtRt 公式：公式：P P热热=Q/t=Q/t=I I2 2R R 单位：单位：W kWW kW4. 4. 热功率：热功率：P P热热 导体在单位时间内发出的热量导体在单位时间内发出的热量纯电阻电路纯电阻电路: :电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM非纯电阻电路非纯电阻电路: :电能电能 内能内能+ +其它形式的能其它形式的能WW - QQUIt I2RtIU/R说明：欧姆说
3、明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指指某某段段电电路路在在某某段段时时间间内内消消耗耗的的全全部电能部电能! ! 指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能! !纯电阻电路纯电阻电路: :非纯电阻电路非纯电阻电路: :电能电能 内能内能电能电能 内能内能+ +其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=I=U/R电功电功 = = 电热电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率= =热功率热功率：P =P热热 = UI = I2R = U2/RMWW - QQUIt I2RtIU/R电功：电功：W= UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电
4、功率：P=UI热功率：热功率：P热热=I2R电功电功等于等于电热电热电功电功大于大于电热电热电功、电功率的计算电功、电功率的计算 (1)(1)用电器正常工作的条件：用电器正常工作的条件：用电器正常工作的条件：用电器正常工作的条件：用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压用电器两端的实际电压等于其额定电压. .用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器中的实际电流等于其额定电流用电器的实际电功率等于其额定功率用电器的实际电功率等于其额定功率用电器的实际电功率等于其额定功率用电
5、器的实际电功率等于其额定功率由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程 (2)(2)用电器接入电路时：用电
6、器接入电路时：用电器接入电路时：用电器接入电路时：纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变阻不变阻不变阻不变用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时用电器实际功率超过其额定功率时, ,认为它将被烧毁认为它将被烧毁认为它将被烧毁认为它将被烧毁. . 加加在在某某台台电电动动机机上上的的电电压压是是U U，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r
7、r，则则电电动动机机线线圈圈上上消消耗耗的的热热功功率率为为（ ） A AP P B BU U 2 2/ r/ r C CP P 2 2r r /U /U 2 2 D DP P P P 2 2r r / / U U 2 2 非纯电阻电路中计算非纯电阻电路中计算 电功率只能用电功率只能用P=UP=UI I， 热功率只能用热功率只能用P P热热= =I I2 2R R课堂训练课堂训练C【例例】把两个相同的电灯分别接成如图所示的把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光若两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光若两电路消耗的总功率分别为两电路消耗的总功率分别为P P1 1
8、、P P2 2，两个变阻，两个变阻器器R R1 1、R R2 2消耗的电功率分别为消耗的电功率分别为P P1 1 、P P2 2 ，则可以，则可以判定判定 ( ) ( ) (A) P (A) P1 12P2P2 2 (B) P (B) P1 1P P2 2 (C) P (C) P1 1 2P2P2 2 (D) P (D) P1 1 2P2P2 2 【例例】已知已知R R1 1、R R2 2都标有都标有4W 1004W 100字样，字样，而而R R3 3标有标有1W 1001W 100字样按图中所示的电字样按图中所示的电路连接，则路连接，则A A、B B间允许消耗的最大电功率为间允许消耗的最大电
9、功率为 W W【例例例例】已知如图已知如图已知如图已知如图, , , ,R R R R1 1 1 1=6,=6,=6,=6,R R R R2 2 2 2=3,=3,=3,=3,R R R R3 3 3 3=4,=4,=4,=4,则接入电路则接入电路则接入电路则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为后这三只电阻的实际功率之比为后这三只电阻的实际功率之比为后这三只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3【例例例例】已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L L L L1 1 1 1、L L L L2 2 2 2分别标有分别标有分别标有分别标有“110V110V110V11
10、0V，60W”60W”60W”60W”和和和和“110V110V110V110V，100W”100W”100W”100W”，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器R R R R，将它们，将它们，将它们，将它们连接后接入连接后接入连接后接入连接后接入220V220V220V220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并的电路中，要求两灯泡都正常发光，并的电路中，要求两灯泡都正常发光，并的电路中，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？使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪
11、个电路？使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1L1L2L2L1L1L2L2L1L1L2L2L1L1L2L2R RR RR RR RA AB BC CD D【例例】某一电动机，当电压某一电动机，当电压U U1 1=10V=10V时带不时带不动负载，因此不转动，这时电流为动负载，因此不转动，这时电流为I I1 1=2A=2A。当电压为当电压为U U2 2=36V=36V时能带动负载正常运转，时能带动负载正常运转，这时电流为这时电流为I I2 2=1A=1A。求这时电动机的机械求这时电动机的机械功率是多大？功率是多大？机械功率机械功率P P=31W=31W由这道例题可知：由这道例题可知
12、：电动机在启动时电流电动机在启动时电流较大，容易被烧坏；正常运转时电流反较大，容易被烧坏；正常运转时电流反而较小而较小【例例例例】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V0.3V的的的的电压时，通过的电流为电压时，通过的电流为电压时，通过的电流为电压时，通过的电流为0.3A0.3A，此时电动机不转，当加在电，此时电动机不转，当加在电，此时电动机不转，当加在电，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为动机两端的电压为动机两端的电压为动机两端的电压为2.0V2.0V时，电流为时，
13、电流为时，电流为时，电流为0.8A0.8A，这时电动机正常，这时电动机正常，这时电动机正常，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？工作，则吸尘器的效率为多少？工作，则吸尘器的效率为多少？工作，则吸尘器的效率为多少？解析：解析： 当加当加当加当加0.3V0.3V0.3V0.3V电压时，电动机不转，说明电动机无机械电压时，电动机不转，说明电动机无机械电压时，电动机不转，说明电动机无机械电压时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为热能，此时电动机也可能输出，它消耗的电能全部转化为热能，此时电动机也可能输出，它消耗的电能全部转化为热能，此时电动机也可能输出，它消耗的电能全部转
14、化为热能，此时电动机也可视为纯电阻，则视为纯电阻，则视为纯电阻，则视为纯电阻，则r=Ur=Ur=Ur=U1 1 1 1/I/I/I/I1 1 1 1=1. =1. =1. =1. 当加当加当加当加2.0V2.0V2.0V2.0V电压，电流为电压，电流为电压，电流为电压，电流为0.8A0.8A0.8A0.8A时，电动机正常工作，有机械时，电动机正常工作，有机械时，电动机正常工作，有机械时，电动机正常工作，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，
15、消耗的电能等于转化机械能和热能之和。于转化机械能和热能之和。于转化机械能和热能之和。于转化机械能和热能之和。 转化的热效率由转化的热效率由转化的热效率由转化的热效率由P=IP=IP=IP=I2 2 2 22 2 2 2r=0.8r=0.8r=0.8r=0.82 2 2 21=0.64 W1=0.64 W1=0.64 W1=0.64 W计算，总功率由计算，总功率由计算，总功率由计算，总功率由 P P P P0 0 0 0=I=I=I=I2 2 2 2U U U U2 2 2 2=0.82.0=0.82.0=0.82.0=0.82.01.6W1.6W1.6W1.6W计算。所以电动机的效率为计算。所
16、以电动机的效率为计算。所以电动机的效率为计算。所以电动机的效率为=（P P P PP P P P0 0 0 0）/P=60/P=60/P=60/P=60。【例例】某一用直流电动机提升重物的装置如图某一用直流电动机提升重物的装置如图所示重物的质量所示重物的质量m m50kg50kg，电源电动势，电源电动势110V110V不计内阻及各处的摩擦，当电动机不计内阻及各处的摩擦，当电动机以以v v0.90m0.90ms s的恒定速度向上提升重物时，的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度电路中的电流强度I I5A5A，由此可知电动机线，由此可知电动机线圈的电阻圈的电阻 R R 。 【例例】如图所示的电
17、路中，电源电动势如图所示的电路中，电源电动势6V6V，内阻，内阻r r11，M M为一直流玩具电动机，为一直流玩具电动机，其电枢电阻其电枢电阻R R1 1=2=2，限流电阻，限流电阻R R2 2=3=3，电压，电压表示数为表示数为3.6V3.6V，求玩具电动机得到的电功率，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率和转化为机械能的功率【练练习习】如如图图所所示示，电电阻阻R R1 188，电电动动机机绕绕组组电电阻阻R R0 022，当当电电键键K K断断开开时时，电电阻阻R R1 1消消耗耗的的电电功功率率是是2.88W2.88W；当当电电键键闭闭合合时时，电电阻阻R R1 1消消耗耗的的
18、电电功功率率是是2W2W，若若电电源源的的电电动动势势为为6V.6V.求求：电电键键闭闭合合时时，电动机输出的机械功率电动机输出的机械功率. .ErDR1=8K练练习习、如如图图示示，电电阻阻R R1 1=20 =20 ，电电动动机机的的绕绕组组R R2 210 10 。当当电电键键打打开开时时，电电流流表表的的示示数数是是0 05A5A，当当电电键键合合上上后后，电电动动机机转转动动起起来来，电电路路两两端端的的电电压压不不变变，电电流表的示数流表的示数I I 和电路消耗的电功率应是和电路消耗的电功率应是 ( )( )(A)I(A)I1 15A (B)I5A (B)I1 15A5A(C)P(
19、C)P15W (D)P15W (D)P15W15WDR1AUBD练练习习. . 一一台台电电动动机机，额额定定电电压压是是100V100V，电电阻阻是是11，正正常常工工作作时时，通通过过的的电电流流为为5A5A，则则电电动动机机因因发发热热损损失的功率为失的功率为 （ ） 电动机的输出功率为电动机的输出功率为 （ ） （A A）500W 500W （B B）25W 25W （C C）200W 200W （D D）475W475WBD【练习练习】有三个电阻有三个电阻, ,其阻值分别为其阻值分别为10.20.30,10.20.30,现在它们分别按不同方式连现在它们分别按不同方式连接后加上相同的直
20、流电压接后加上相同的直流电压, ,问问: :(1)(1)在总电路上可能获得的最大电流和最小电在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少？流之比为多少？(2)(2)对对2020电阻来说电阻来说, ,在各种可能连接方式中在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的能使它获得最大功率的, ,有哪些连接方式？获有哪些连接方式？获得最小功率的有哪些连接方式得最小功率的有哪些连接方式? ?（只要求画电（只要求画电路图表示）路图表示） 【练习练习练习练习2 2 2 2】电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温,
21、 , , ,又不又不又不又不会把饭烧焦的家用电器会把饭烧焦的家用电器会把饭烧焦的家用电器会把饭烧焦的家用电器. . . .如图如图如图如图, , , ,它的电路由控制部分它的电路由控制部分它的电路由控制部分它的电路由控制部分ABABABAB和工和工和工和工作部分作部分作部分作部分BCBCBCBC组成组成组成组成.K.K.K.K1 1 1 1是限温开关是限温开关是限温开关是限温开关, , , ,手动闭合手动闭合手动闭合手动闭合, , , ,当温度达到当温度达到当温度达到当温度达到1031031031030 0 0 0C C C C时自动断开时自动断开时自动断开时自动断开, , , ,不能自动闭合
22、不能自动闭合不能自动闭合不能自动闭合.K.K.K.K2 2 2 2是自动开关是自动开关是自动开关是自动开关, , , ,当温度超过当温度超过当温度超过当温度超过808080800 0 0 0C C C C时自动断开时自动断开时自动断开时自动断开, , , ,温度低于温度低于温度低于温度低于707070700 0 0 0C C C C时自动闭合时自动闭合时自动闭合时自动闭合.R.R.R.R2 2 2 2是限流电阻是限流电阻是限流电阻是限流电阻, , , ,阻值阻值阻值阻值2140,R2140,R2140,R2140,R1 1 1 1是工作电阻是工作电阻是工作电阻是工作电阻, , , ,阻值阻值阻
23、值阻值60.60.60.60.锅中放好适量的米和水锅中放好适量的米和水锅中放好适量的米和水锅中放好适量的米和水, , , ,插上电源插上电源插上电源插上电源(220V,50Hz),(220V,50Hz),(220V,50Hz),(220V,50Hz),手动闭合手动闭合手动闭合手动闭合K K K K1 1 1 1后后后后, , , ,电饭锅就能自动煮电饭锅就能自动煮电饭锅就能自动煮电饭锅就能自动煮好米饭并保温好米饭并保温好米饭并保温好米饭并保温.(1).(1).(1).(1)简述手动闭合简述手动闭合简述手动闭合简述手动闭合K K K K1 1 1 1后后后后, , , ,电饭锅加热、保温电饭锅加
24、热、保温电饭锅加热、保温电饭锅加热、保温过程的工作原理过程的工作原理过程的工作原理过程的工作原理. . . .(2)(2)(2)(2)加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功加热过程电饭锅消耗的电功率率率率P P P P1 1 1 1是多大是多大是多大是多大?K?K?K?K1 1 1 1,K,K,K,K2 2 2 2都断开时电饭都断开时电饭都断开时电饭都断开时电饭锅消耗的电功率锅消耗的电功率锅消耗的电功率锅消耗的电功率P P P P2 2 2 2是多大是多大是多大是多大? ? ? ?(3)(3)(3)(3)若插上电源后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合若插上电源后没有手动闭合K K K K1 1 1 1, , , ,能煮熟饭吗能煮熟饭吗能煮熟饭吗能煮熟饭吗? ? ? ?为什么为什么为什么为什么? ? ? ?K1红红黄黄
