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1、焦耳定律焦耳定律一、电功和电功率一、电功和电功率1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功对自由电荷的电场力做功回忆：回忆： 在静电学中，在静电学中，电场力做功的特点电场力做功的特点是什么？表达式？是什么？表达式？（1 1）特点：）特点：电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电电场力做功与路径无关，只取决于初末位置的电势差势差（2 2）利用电势差求电功）利用电势差求电功W WABAB = qU = qUABABW=qUq=ItW=UIt一、电功和电功率一、电功和电功率1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场电功：电
2、流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J一、电功和电功率一、电功和电功率1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J功能关系：功能关系：表达式：表达式： W=UItW=UIt电场力做多少功即有多少电势能转化为其他形式的能电场力做多少功即有多少电势能转
3、化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能电流做多少功即有多少电能转化为其他形式的能一、电功和电功率一、电功和电功率1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表达式：表达式： W=UItW=UIt物理意义：物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说也可以说“消耗了多少电能消耗了多少电能”思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件，思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件， 电功与
4、这些元件的种类有关吗？电功与这些元件的种类有关吗？结论：电功结论：电功W W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U U， 通过的电流通过的电流I I和通电时间和通电时间t t有关，与元件的种类无关。有关，与元件的种类无关。 适用于适用于一切电路做功一切电路做功一、电功和电功率一、电功和电功率1. 1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功对自由电荷的电场力做功单位：焦耳单位：焦耳(J)(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表达式：表达式： W=UI
5、tW=UIt物理意义：物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能反映了有多少电能转化为其他形式的能 也可以说也可以说“消耗了多少电能消耗了多少电能” 适用于适用于一切电路做功一切电路做功2.2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率电功率：单位时间内电流做的功叫电功率PW/tUI单位：瓦（W） 千瓦kW表达式：表达式： 适用于适用于一切电路的电一切电路的电功率功率物理意义：反映了电流做功的快慢！物理意义：反映了电流做功的快慢！用电器铭牌上所标称的功率是用电器铭牌上所标称的功率是额定功率额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是用电器在实际电压下工作的功率是实际功率实际功率用用电电器器只只有有在在
6、额额定定电电压压下下工工作作实实际际功功率率才才等等于额定功率于额定功率几种常见家用电器的额定功率几种常见家用电器的额定功率用电路用电路29吋彩吋彩电电电熨斗电熨斗电冰箱电冰箱微波炉微波炉台灯台灯额定电压额定电压（V）220220220220220额定功率额定功率（W）15030080010015080012004060额定功率和实际功率额定功率和实际功率探讨几个用电器的能量转化情况探讨几个用电器的能量转化情况a、电流流过电炉、电流流过电炉b、电流流过电解槽、电流流过电解槽c、电流流过电风扇、电流流过电风扇电能转化为热能。电能转化为热能。电能转化为化学能和热能电能转化为化学能和热能 电能转化为
7、机械能和热能电能转化为机械能和热能即电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（ ） 二、电热和热功率二、电热和热功率1.电热:电流通过导体产生的热量2.热功率:单位时间内电流通过导体产生的热量表达式表达式：P P热热=I=I2 2R R如：白炽灯的功率越大则越亮如：白炽灯的功率越大则越亮白炽灯、电炉等白炽灯、电炉等即电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）（白炽灯、电炉等）在非纯电阻电路中，（如电动机）电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分转化为热能。结论：WQUIR（欧姆定姆不适用）（欧姆定姆不适用）应该是应该是W=E机机+Q1纯电阻用电器:电流通过用电器
8、以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等电能全部转化为热能,电功等于电热2非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能电功大于电热例题例题1：对计算任何用电器的电功率都适用的公对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（式是（ ） I额额=P额额/U额额=1000/220A4.5A例例2：规格为：规格为“220V，1000W”的电炉，求：的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流电炉正常工作时，通过电阻丝的电流2.电炉的电阻电炉的电阻
9、2.电炉的电阻：电炉的电阻：R=U额额2/P额额 =2202/1000解：解：1.由由P=UI知，电炉正常工作时：知，电炉正常工作时：=48.4例例3 3、把标有、把标有“220V100W220V100W”的灯泡接到的灯泡接到220V220V的电的电 路中，通过灯丝的电流路中，通过灯丝的电流I I和和实际功率各有多实际功率各有多 大？若接到大？若接到110V110V的电的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。）不变。）解解：灯泡的电阻：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100=484（1）灯泡接）灯泡接220V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流I=U/R=2
10、20/484A=0.45A实际功率实际功率P=UI=220220/484W=100W（2）灯泡接）灯泡接110V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流I/=U/R=110/484A=0.23A实际功率实际功率P/=U/I/=110110/484W=25W例例4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，电电动动机机消消耗耗的的电电功功率率为为P，电电动动机机线线圈圈的的电电阻阻为为r，则则电电动动机机线线圈圈上上消消耗耗的的热功率为（热功率为（）APBU2/rCP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算电功率非纯电阻电路中计算电功率只能用只能用P=UI， 热功率只能用热功率只能用
11、P热热=I2R所以所以正确的是正确的是（C）5.一台电动机，线圈电阻为一台电动机，线圈电阻为0.5,接在接在12V的电源上的电源上,电流为电流为2A。求：这台电动机求：这台电动机5min内消耗多少电能内消耗多少电能？线圈产生的热量是多少？有多少电？线圈产生的热量是多少？有多少电能转化为机械能？能转化为机械能？解：解：W=UIt=12V2A300S=7200JQ=I2Rt=(2A)20.5300S=600JW机机=WQ=7200J600J=6600J例例6、一个电动机，线圈电阻是、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端，当它两端所加的电压为所加的电压为220V时，通过的电流是时，通过的电流是5
12、A。这台。这台电动机每分钟所做的机械功有多少电动机每分钟所做的机械功有多少?解解:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律:P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功率为电动机的热功率为:P热热I2R消耗的电功率为消耗的电功率为:P电电IU因此电动机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率:P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为:WP机机t=(IU一一I2
13、R)t=(5220- -520.4)60J=6.5104J例题例题7 7、一台电动机，线圈电阻是、一台电动机，线圈电阻是0.4 0.4 ，当电动机两端，当电动机两端加加220V220V电压时，通过电动机的电流是电压时，通过电动机的电流是50A50A。 （1 1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? ? 效率为多少？效率为多少？ （2 2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动机消耗的功率为多少？机消耗的功率为多少？课堂练习课堂练习8：图中虚线框内是一个未知电路，图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点测得
14、它的两端点a，b之间的电阻是之间的电阻是R，在，在a，b之间加上电压之间加上电压U，测得流过这电路的电，测得流过这电路的电流为流为I，则未知电路的电功率一定是，则未知电路的电功率一定是( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UI课堂练习课堂练习9：一根电阻丝在通过一根电阻丝在通过2C的电量时，的电量时，消耗电能是消耗电能是8J。若在相同时间内通过。若在相同时间内通过4C的的电量，则该电阻丝两端所加电压电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻和该电阻丝在这段时间内消耗的电能丝在这段时间内消耗的电能E分别为分别为 （ ） AU4V BU=8V CE16J DE=32J答案：答
15、案：BD课堂练习课堂练习10：为了使电炉消耗的电功率减小为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应该采用的措施是（到原来的一半，应该采用的措施是（ ） A.使电流减半使电流减半 B.电压减半电压减半 C.使电炉的电阻减半使电炉的电阻减半 D.使电压和电炉的电阻各减一半。使电压和电炉的电阻各减一半。例例例例1111、一台电动机线圈的电阻、一台电动机线圈的电阻、一台电动机线圈的电阻、一台电动机线圈的电阻r=1r=1欧，与一阻值欧，与一阻值欧，与一阻值欧，与一阻值R=10R=10欧的电阻串联欧的电阻串联欧的电阻串联欧的电阻串联 ，当所加电压，当所加电压，当所加电压，当所加电压u=150Vu=150V
16、时时时时 电电电电动机正常工作，电压表示数为动机正常工作，电压表示数为动机正常工作，电压表示数为动机正常工作，电压表示数为100V100V，求电动机消，求电动机消，求电动机消，求电动机消耗的电功率和输出的机械功率耗的电功率和输出的机械功率耗的电功率和输出的机械功率耗的电功率和输出的机械功率例例例例1212、一台电风扇电动机内阻是、一台电风扇电动机内阻是、一台电风扇电动机内阻是、一台电风扇电动机内阻是2020欧。接上欧。接上欧。接上欧。接上220V220V电压后正常运转消耗的电功率是电压后正常运转消耗的电功率是电压后正常运转消耗的电功率是电压后正常运转消耗的电功率是66W66W，求，求，求，求1
17、.1.电动机转化为机械能和内能的功率各是多少？电动机转化为机械能和内能的功率各是多少？电动机转化为机械能和内能的功率各是多少？电动机转化为机械能和内能的功率各是多少？电动机效率是多少？电动机效率是多少？电动机效率是多少？电动机效率是多少？2.2.接上电源接上电源接上电源接上电源 扇叶被卡住不能转动扇叶被卡住不能转动扇叶被卡住不能转动扇叶被卡住不能转动 ，这时候通过电，这时候通过电，这时候通过电，这时候通过电动机电流为多大？电动机消耗的电功率和热功率动机电流为多大？电动机消耗的电功率和热功率动机电流为多大？电动机消耗的电功率和热功率动机电流为多大？电动机消耗的电功率和热功率又是多大？又是多大？又是多大？又是多大？
