2.5《 焦耳定律》

§5、焦耳定律电场力对自由电荷做的功W=UIt在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功.单位时间内电流所做的功电功率P=W/t=UI单位：J单位：Wkw1kWh=3.6×106JkWh(度)1．电功UItW（2）表示：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．（1）公式：电功普适公式2．电功率WP==UIt（2）表示：一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．（1）公式：电功率普适公式（3）意义：电功率表示电流做功的快慢．第一部分电功和电功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．几种常见家用电器的额定功率用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60３．额定功率和实际功率1、电热(2)、公式:推导：电能全部转化为内能：Q=W=UIt欧姆定律：U=IRQ=I2Rt(1)、定义:电流通过导体产生的热量.Q=I2Rt第二部分焦耳定律(1)内容：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积．RtIQ2（3）焦耳定律适用条件：适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．2．焦耳定律（2）公式：电热普适公式(1)、定义:单位时间内的发热量.3、热功率热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．P=Q/t=I2R(2)、公式:热功率普适公式从能量转化的角度思考：卡住与正常运转有什么区别纯电阻电路:非纯电阻电路:电能W→内能Q电能W→内能Q+其它形式的能Q=I2RtW=UItI=U/R：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率：P=P热=UI=I2R=U2/RMW=UItQ+E其I＜U/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R电功=电热电功﹥电热指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!电热说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！纯电阻电路（白炽电灯、电炉、电热毯、电烙铁、转子被卡住的电动机）电能全部转化为内能4、非纯电阻电路（电动机、电解槽）只有部分电能转化为内能U＞IR例题：1.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）RIP2Ａ．RUP2Ｂ．UIPＣ．tWPＤ．CD【例2】含有下述用电器的电路中，哪些属于纯电阻电路()A.电扇和电吹风B.白炽灯和电烙铁C.电炉和电熨斗D.电解槽BC【例3】一台电风扇，电阻为20Ω，接上220V电压后，消耗的功率是66W。求：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。（2）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功率，电机的效率。（3）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率。0.3AP机＝64.2WP内＝1.8Wη＝97.3%11AP=P内=2420W【例4】一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提升重4N的物体时，在30s内可使该物体被匀速提升3m，若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)电动机的输出功率；(3)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；(4)线圈的电阻.P入＝0.6WP出＝0.4WQ＝6Jr＝5Ω1.电功:UItW2.电功率:UItWP3.电热:RtIQ2=4.热功率:RItQP2对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率电功和电功率、电热和热功率变式：某一用直流电动机提升重物的装置如图所示．重物的质量m＝50kg，电源电动势ε＝110V．不计内阻及各处的摩擦，当电动机以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I＝5A，由此可知电动机线圈的电阻R＝。答案：4Ω再见（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．4．电功率和热功率的区别与联系例7、如图所示的电路中，电源电动势ε＝6V，内阻r＝1Ω，M为一直流玩具电动机，其电枢电阻R1=2Ω，限流电阻R2=3Ω，电压表示数为3.6V，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率．答案：2.16W，1.44W【例3】将三只电灯如图所示连接，其中灯A为“200V100W”，灯B为“220V40W”，灯C为“220V25W”，若在此电路两端加220V电压，不计灯丝电阻随温度的变化，求三只电灯实际功率.