第五节焦耳定律第二章恒定电流一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量.Itq则电场力做功即:qUWUItW静电力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能1.电功:在一段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功.UItW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.在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h).1kW·h=3.6×106J2.电功率:单位时间内电流所做的功UItWP(1)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.(2)电功率表示电流做功的快慢.(3)单位:在国际单位制中是瓦(W),常用单位还有毫瓦(mW),千瓦(kW).1kW=103W=106mW=10-3MW3.额定功率和实际功率: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器29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压(V)220220220220220额定功率(W)~150300~800100~150800~120040~60二、电功率和热功率1.电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程.电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能;电热器把电能转化为热能.在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能;在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的动能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能.2.焦耳定律: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焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路.3.热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率.热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积.RItQP2纯电阻电路:电能→内能QI2RtWUIt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW内+QQUItI2RtI<U/R说明:欧姆定律不适用于非纯电阻电路!>指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!纯电阻电路:非纯电阻电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWUIt=I=U/R电功=电热:W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率:P=P热=UI=I2R=U2/RMWW内+QQUIt>I2RtI<U/R电功:W=UIt电热:Q=I2Rt电功率:P=UI热功率:P热=I2R3.电功率与热功率(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.I额=P额/U额=1000/220A≈4.5A例1:规格为“220V,1000W”的电炉,求:1.电炉正常工作时,通过电阻丝的电流2.电炉的电阻2.电炉的电阻:R=U额2/P额=2202/1000Ω解:1.由P=UI知,电炉正常工作时:=48.4Ω例2:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()RIP2A.RUP2B.UIPC.tWPD.解析:电功率计算的普通公式为UItWP用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等).RUI只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由改写电功率的表达式.所以,正确选项为C、D.1、一个电炉额定电压为220V,额定功率为800W,如果接入110V电路中,实际消耗的功率为多大?2、下图所示的电路中,三电阻串联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,电路总电压为U,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:P2:P3等于()A.2:3:6B.6:3:2C.1:2:3D.3:2:1R1R2R3在串联电路中,功率跟电阻成正比。3、右图所示的电路中,三电阻并联,其阻值R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,干路电流为I,各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3,则P1:P2:P3等于()A.2:3:6B.6:3:2C.1:2:3D.3:2:1在并联电路中,功率跟电阻成反比。4、在电阻上除了标明电阻值,还标明额定功率值,这是它工作时允许消耗的最大功率,超过这个功率,电阻器就会被烧坏。现有一个“100Ω4W”的电阻器,允许通过这个电阻器的最大电流为多大?允许加在这个电阻器两端的电压为多大?5、有人用一个“100Ω,4W”的电阻和一个“12.5Ω,8W”的电阻串联,作为112.5Ω电阻使用,则该112.5Ω电阻允许通过的最大电流为______;能承受的最大电压为______;额定功率为W。5、如图所示,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”字样,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V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?L1L2L1L1L1L2L2L2小结:1.电功UItW3.电功率UItWP4.热功率RItQP22.焦耳热RtIQ2