1、精品1第第3节节 焦耳定律焦耳定律精品2精品31用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况能量的转化情况答案答案：(1)电灯把电能转化成内能和光能；电灯把电能转化成内能和光能；(2)电炉把电能转化成内能；电炉把电能转化成内能；(3)电动机把电能转化成机械能和内能；电动机把电能转化成机械能和内能；(4)电解槽把电能转化成化学能电解槽把电能转化成化学能2用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程电流做功的
2、多少及电流做功的快慢电流做功的过程电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识率的知识精彩回眸精彩回眸精品4一、电能一、电能1电功电功(1)定义：接通电路后，自由电荷在电场力作用定义：接通电路后，自由电荷在电场力作用下做下做_形成电流时，形成电流时，_对自由电荷做的对自由电荷做的功，也就是通常所说的电功功，也就是通常所说的电功(2)公式：公式：W_.(3)国际单位：国际单位：_，符号，符号_.常用单位：千瓦时常用单位：千瓦时(kWh)通常叫度，通常叫度，1 kWh3.6106 J，新知梳理新知梳理定向移动定向
3、移动电场力电场力UIt焦耳焦耳J精品5(4)物理意义：描述物理意义：描述_转化为其他形式的能的转化为其他形式的能的多少多少2电功率电功率(1)定义：定义：_内电流所做的功内电流所做的功(3)单位：国际单位是单位：国际单位是_，符号是，符号是_.(4)物理意义：描述电流做功的物理意义：描述电流做功的_电能电能单位时间单位时间瓦特瓦特W快慢快慢UI精品6二、焦耳定律二、焦耳定律1内容内容：电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟_的二的二次方成正比，跟导体的次方成正比，跟导体的_成正比，跟成正比，跟_成成正比正比2公式公式：Q _.3国际单位国际单位：_ 三、身边的电热三、身边的电热1电流
4、热效应的应用电流热效应的应用如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利如电热水器、电饭锅、电刻笔、电焊等都是利用电流的用电流的_工作的工作的电流电流通电时间通电时间电阻电阻I2Rt焦耳焦耳热效应热效应精品72电流热效应的危害电流热效应的危害如插头和插座之间接触不良会迸出火花在输电线如插头和插座之间接触不良会迸出火花在输电线路中由于电热，降低电能的传输效率，电流过大，散热路中由于电热，降低电能的传输效率，电流过大，散热不好，还会烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电不好，还会烧坏电线的绝缘层，引起漏电、触电精品8精品91电功电功(1)定义：电场力对电荷做的功，叫做电功定义：电场力对电荷做的功，叫做电功(
5、2)表达式：表达式：WqUUIt.(3)单位：在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为单位：在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为J，常用的单位还有：千瓦时常用的单位还有：千瓦时(kWh)，也称，也称“度度”，1 kWh3.6106 J.电功及电功率电功及电功率精品10温馨提示温馨提示：电流做功的过程是电能转化为其他形式：电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其能的过程，电流做了多少功，表明有多少电能转化为其他形式的能可见电功反映了电能转化为其他形式能的他形式的能可见电功反映了电能转化为其他形式能的多少多少2电功率电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，叫
6、做电功率定义：单位时间内电流所做的功，叫做电功率精品11(3)单位：瓦特，符号单位：瓦特，符号W(国际单位制国际单位制)，常用的还有，常用的还有千瓦千瓦(kW)，1 kW1 000 W.(4)意义：电功率表示电流做功的快慢意义：电功率表示电流做功的快慢(5)用电器的额定功率和实际功率用电器的额定功率和实际功率额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，额定功率：用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压也就是用电器加上额定电压(或通以额定电流或通以额定电流)时消耗的电时消耗的电功率功率实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率精品121有四盏灯，接
7、入如图有四盏灯，接入如图331所示的电路中所示的电路中L1和和L2都标都标有有“220 V，110 W”，L3和和L4都标都标有有“220 V，40 W”把电路接通把电路接通后，最暗的灯将是后，最暗的灯将是 ()AL1 BL2 CL3 DL4 图图3-3-1精品13解题流程解题流程：设灯泡的额定电压为：设灯泡的额定电压为U，额定功率，额定功率为为P，则，则答案答案：C精品141焦耳定律焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比正比(2)表达式：表达式：QI
8、2Rt.温馨提示温馨提示：(1)QI2Rt是电热的定义式，可求任是电热的定义式，可求任何电路中电流何电路中电流I通过电阻通过电阻R时产生的热量时产生的热量(电热电热)(2)电流的热效应实质上是电能通过电流做功转电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能化为内能电热及热功率电热及热功率精品152热功率热功率3电功电功(电功率电功率)与电热与电热(热功率热功率)的区别与的区别与联系联系(1)电功是电能转化为其他形式能的量度，电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度可见电功和电电热是电能转化为内能的量度可见电功和电热是两个不同的物理量，不能混淆热是两个不同的物理量，不能混淆精
9、品16精品172电阻电阻R1、R2的的IU图图线如图线如图332所示，现将所示，现将R1、R2串联后接到电源上，串联后接到电源上，R1上上消耗的电功率是消耗的电功率是4 W，则，则R2上上消耗的电功率是消耗的电功率是 ()A10 W B6 W C4 W D2 W答案答案：B 图图3-3-2精品18精品19A第一个公式普遍适用于求电功率，后两式第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求电热功率普遍适用于求电热功率B在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求电热功率功率，又可适用于求电热功率基本概念和规律的辨析基本概念和规律的辨析精品20C
10、在非纯电阻电路中，第一公式可适用于求在非纯电阻电路中，第一公式可适用于求电功率，第二公式可用于求电热功率，第三公式没电功率，第二公式可用于求电热功率，第三公式没有意义有意义D由由UIR可知，三个公式没有任何区别，它可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，既是电功率，也是电热功率们表达相同的意义，既是电功率，也是电热功率精品21解析：解析：精品22答案答案：BC反思领悟反思领悟：本题的意图是辨析两组概念：电功：本题的意图是辨析两组概念：电功率和电热功率、纯电阻电路和非纯电阻电路，只有率和电热功率、纯电阻电路和非纯电阻电路，只有正确认识两组概念的使用条件，并把握住公式相互正确认识两组概念的
11、使用条件，并把握住公式相互转化的成立条件，才能灵活应用转化的成立条件，才能灵活应用精品23 关于电功和电热，下面说法中正确的是关于电功和电热，下面说法中正确的是()A任何电路中的电功任何电路中的电功WUIt，电热，电热QI2Rt，且且WQB任何电路中的电功任何电路中的电功WUIt，电热，电热QI2Rt，但但W有时不等于有时不等于QC电功电功WUIt在任何电路都适用，电热在任何电路都适用，电热QI2Rt只有在纯电阻电路中适用只有在纯电阻电路中适用答案答案：BD精品24【例例2】微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为为1，当加在它两端的电压为，当加在它两端的电压为2
12、.0 V时，电流为时，电流为0.8 A，且能正常工作且能正常工作(1)求它的额定输入功率；求它的额定输入功率；(2)工作时由导线发热损失的功率多大？工作时由导线发热损失的功率多大？(3)它的最大输出功率多大？它的最大输出功率多大？思路点拨思路点拨：对于非纯电阻电路，求输入功率时应：对于非纯电阻电路，求输入功率时应当由当由PUI求出，任何电路的发热功率均等于求出，任何电路的发热功率均等于I2R，由，由能量守恒能量守恒P入入P热热P出出非纯电阻电路的计算问题非纯电阻电路的计算问题精品25解析解析：电动机正常工作时是非纯电阻电路，计：电动机正常工作时是非纯电阻电路，计算只能根据定义式：算只能根据定义
13、式：(1)额定输入功率额定输入功率P额额UI20.8 W1.6 W.(2)电动机发热功率电动机发热功率P热热I2R(0.8)2 1 W0.64 W.(3)根据能量的转化与守恒，电动机的输出功率根据能量的转化与守恒，电动机的输出功率P出出P额额P热热0.96 W答案答案：(1)1.6 W(2)0.64 W(3)0.96 W精品26精品27 在上题中在上题中(1)若接上电源后，扇叶被卡住，若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机的输入功率和发热功率这不能转动，求电动机的输入功率和发热功率这种情况会出现什么后果？种情况会出现什么后果？(2)电动机正常工作时，其效率为多少？电动机正常工作时，其效率
14、为多少？解析：解析：(1)扇叶被卡住不能转动，电动机相当扇叶被卡住不能转动，电动机相当于纯电阻，电能全部转化为内能此时电动机中于纯电阻，电能全部转化为内能此时电动机中电流为：电流为：电动机消耗的电功率等于发热功率：电动机消耗的电功率等于发热功率：PP热热UI4 W.精品28由于发热功率很大，很容易烧坏电动机线圈由于发热功率很大，很容易烧坏电动机线圈答案答案：(1)4 W4 W容易烧坏电动机线圈容易烧坏电动机线圈 (2)60%精品29【例例3】某一直流电动机提某一直流电动机提升重物的装置如图升重物的装置如图333所示，所示，重物的质量重物的质量m50 kg，电源提供，电源提供的电压的电压U110
15、 V，不计一切摩，不计一切摩擦当电动机以擦当电动机以v0.9 m/s的恒定的恒定速度向上提升重物时，电路中的速度向上提升重物时，电路中的电流电流I5.0 A.电功率与力学知识的综合应用电功率与力学知识的综合应用 图图3-3-3精品30(1)由此可知电动机线圈的电阻由此可知电动机线圈的电阻R是多少？是多少？(2)用此电动机提升质量为用此电动机提升质量为m20 kg的重物，的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？电动机的输入功率不变，提升速度是多少？(g取取10 m/s2)读题读题：本题是非纯电阻电路，输入功率为：本题是非纯电阻电路，输入功率为P入入UI，输入电机后分成两部分，其一为提起重物
16、，输入电机后分成两部分，其一为提起重物的机械功率的机械功率mgv，其二为线圈电阻的发热功率，其二为线圈电阻的发热功率I2R.根据能量守恒进行计算根据能量守恒进行计算精品31画图：画图：列式列式：PUI，P热热I2R，P机机mgv，PP机机P热热精品32解析解析：(1)该题属于力学、电学综合题，它主该题属于力学、电学综合题，它主要考查电功率、机械功率、能量的转化和守恒定要考查电功率、机械功率、能量的转化和守恒定律等知识由题意可知，电动机输入的电能一部律等知识由题意可知，电动机输入的电能一部分转化为线圈的内能，一部分对外输出转化为被分转化为线圈的内能，一部分对外输出转化为被提升重物的机械能，由能量
17、转化和守恒定律可得：提升重物的机械能，由能量转化和守恒定律可得：UII2Rmgv.精品33答案答案：(1)4(2)2.25 m/s精品34 如图如图334所示，为所示，为电动机提升重物的装置，电动电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为机线圈电阻为r1，电动机，电动机两端电压为两端电压为5 V，电路中的电，电路中的电流为流为1 A，物体，物体A重重20 N，不计，不计摩擦力，求：摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？的热功率是多少？(2)电动机输入功率和输出电动机输入功率和输出功率各是多少？功率各是多少？图图3-3-4精品35(3)10 s内，可以把重物内，可
18、以把重物A匀速提升多高？匀速提升多高？(4)这台电动机的机械效率是多少？这台电动机的机械效率是多少？解析解析：(1)根据焦耳定律，电热功率为：根据焦耳定律，电热功率为：PQI2r121 W1 W.(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动电动机的输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即机两端电压的乘积，即P入入IU15 W5 W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，P出出P入入PQ5 W1 W4 W.精品36答案答案：(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m(4)80%精品37 额定功率和实际功率额定功率和实际功率1额定功率：指用电器正常工作时的
19、功率，当用额定功率：指用电器正常工作时的功率，当用电器两端电压达到额定电压时，电流也将达到额定电电器两端电压达到额定电压时，电流也将达到额定电流，功率达到额定功率，通常用电器上的标称值就是流，功率达到额定功率，通常用电器上的标称值就是指的额定值，如标有指的额定值，如标有“220 V,40 W”的灯泡，其额定电压的灯泡，其额定电压为为220 V，额定功率为，额定功率为40 W.2实际功率：指用电器在实际电压下的电功率，实际功率：指用电器在实际电压下的电功率，只有当实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额只有当实际电压等于额定电压时，实际功率才等于额定功率用电器的实际功率应小于或等于额定功率定功率用电器的实际功率应小于或等于额定功率创新拓展创新拓展精品38【例例4】一台国产一台国产XQB3013型自动洗衣机说型自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提明书中所列的主要技术数据如下表，试根据表中提供的数据计算：供的数据计算：精品39(1)这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流强度是多大？过洗衣机的电流强度是多大？(2)若洗衣、脱水的累计时间为若洗衣、脱水的累计时间为40 min，则洗衣，则洗衣机耗电多少？机耗电多少？(2)WPt3604060 J8.64105 J.答案答案：(1)1.636 A(2)8.64105 J
