1、第二章 恒定电流第五节 焦耳定律第二章 恒定电流学习目标明目标 知重点1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算重点 2弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系重点 3知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别重点、难点一、电功和电功率1电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压 U、电路中的_和通电时间 t 三者的乘积(2)公式：WIUt.(3)国际单位：焦，符号为 J.(4)意义：电流做功的过程是_转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能即电功是_转化为其他形式的能的量度电流I电能电能2电功率(1)定义：单位_内电流所做的
2、功(2)公式：PWt _(3)单位：瓦，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢时间IU二、焦耳定律1焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的_成正比，跟导体的_及通电时间成正比(2)公式：Q_(3)适用范围：任何电路2热功率(1)定义：单位时间内产生的_(2)公式：PQt _I2Rt二次方电阻电热I2R判断正误(1)非纯电阻电路中，电热的表达式是 QI2Rt.()(2)电动机通电后不工作时，电流做的功全部用来产热()(3)纯电阻电路中焦耳定律成立，非纯电阻电路中焦耳定律不成立()(4)电动机消耗了电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热()纯电阻电路中的功率分配及计算
3、1串、并联电路的功率分配关系(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即P1R1P2R2PnRnI2.(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即 P1R1P2R2PnRnU2.(3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和2额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率当用电器两端电压达到额定电压 U 额时，电流达到额定电流 I 额，电功率也达到额定功率 P 额，且 P 额U 额I 额(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率3在纯电阻电路中，PUIU2R I
4、2R，此类题目主要考查串、并联电路的特点以及公式 PUI、PU2R 和 PI2R 的灵活选择及应用有额定电压都是 110 V，额定功率 PA100 W，PB40 W 的电灯两盏，若接在电压是 220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个()C思路点拨 哪些电路能使A、B灯正常发光 哪个电路变阻器消耗能量少 哪个电路消耗能量最少 解析 由 PU2R 和已知条件可知，RARB.对于 A 电路，由于 RA110 V，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光对于 B 电路，由于 RAU 并，B 灯烧毁对于 C 电路，由于 B 灯与变阻器的并联电阻可能等于 RA，所以可能
5、 UAUB110 V，两灯可以正常发光对于 D 电路，若变阻器的有效电阻等于A、B 并联电阻，则 UAUB110 V，两灯可以正常发光比较 C、D 两个电路，由于 C 电路中变阻器功率为(IAIB)110 V，而 D 电路中变阻器功率为(IAIB)110 V，所以 C 电路消耗的电功率最小 功率求解的技巧(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用 PI2R 比较，若电压相同时用 PU2R 比较，若电阻相同时，可根据 I 或 U 的关系比较(2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系(3)当求解
6、用电器的功率时，要明确求解的是什么功率实际功率与额定功率不一定相等 1.(2016宁波高二期中)粗细均匀的金属环上 A、B、C、D 四点把其周长四等分，如图所示，当 A、B 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为 P；当 A、D 点接入电路中时，圆环消耗的电功率为：(电源内阻不计)()A3P B.4P3 CP D.3P4B解析：设电源的电动势为 E，金属环每一等份的电阻为 R，则当 A、B 点接入电路中时总电阻 R1R 当 A、D 点接入电路中时总电阻 R2R3RR3R34R 由功率公式 PU2R，UE 得 P2P1R1R243，又 P1P，得 P24P3.2如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、
7、乙电路中，甲电路两端的电压为 8 V，乙电路两端的电压为 16 V调节变阻器 R1 和 R2 使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为 P1 和 P2，两电路中消耗的总功率分别为 P 甲和 P 乙，则下列关系中正确的是()AP 甲P 乙BP 甲P 乙CP1P2DP1P2D解析：由灯都正常发光可知，R1 中电流是 R2 中电流二倍，R1 两端电压是 R2 两端电压的二分之一，两变阻器消耗的功率相等，两电路中消耗的总功率相等，选项 D 正确，A、B、C错误 非纯电阻电路的分析和计算纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化 欧姆定律电功不服从欧姆定律，UIR WUIt 服从欧
8、姆定律，IURWUItI2RtU2R t纯电阻电路非纯电阻电路电热 关系元件举例 QI2Rt WQ WQ 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等 QUItI2RtU2R t考查维度 1 对电功和电热的理解关于电功 W 和电热 Q 的说法正确的是()A在任何电路中都有 WUIt、QI2Rt，且 WQB在任何电路中都有 WUIt、QI2Rt，但 W 不一定等于QCWUIt、QI2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立DWUIt 在任何电路中都成立，QI2Rt 只在纯电阻电路中成立B解析 WUIt、QI2Rt 适用一切电路，但在纯电阻电路中WQ，在非纯电阻电路中 WQ，B 对，A、C、D 错 考查维度
9、2 非纯电阻电路中的计算如图所示的电路中，电炉电阻 R10，电动机线圈的电阻 r1，电路两端的电压 U100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流为多少？通电 1 min，电动机做的有用功为多少？思路点拨 解析 题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)在纯电阻电路中可运用欧姆定律 IUR直接求出电流，而非纯电阻电路中的电流只能运用干路和支路中电流的关系求出 在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功根据欧姆定律，通过电炉的电流为 I1UR10010 A10 A.根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流为 I230 AI120 A.
10、电动机的总功率为 PUI210020 W2103 W.因电动机发热而损耗的功率为 PI22r400 W，电动机的有用功率(机械功率)为 PPP1.6103 W，电动机通电 1 min 做的有用功为 WPt1.610360 J9.6104 J.答案 20 A 9.6104 J有关电动机的功率问题电动机的总功率(输入功率)：P 入IU.电动机的热功率 P 热I2r.电动机的输出功率(机械功率)：P 出IUI2r.电动机的效率：P出P入IUI2rIU1IrU.说明：注意区分电动机的几种功率，从能量守恒角度分析和考虑电动机问题 3(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，
11、电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多BWIUt 适用于任何电路，而 WI2RtU2R t 只适用于纯电阻电路C在非纯电阻电路中，IUI2RD焦耳热 QI2Rt 适用于任何电路BCD 解析：电功率公式 PWt，表示电功率越大，电流做功越快对于一段电路，有 PIU，IPU，焦耳热 QPU2Rt，可见 Q与 P、U、t 都有关，所以 P 越大，Q 不一定越大，A 错WIUt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 IUR只适用于纯电阻电路，B 对在非纯电阻电路中，电流做的功焦耳热其他形式的能，所以 WQ，即 IUI2R，C 对QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 对4(2016合肥一中高二
12、检测)微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，把它接入电压为 U10.2 V 的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是 I10.4 A；若把电动机接入电压为 U22.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流是 I21.0 A，求：(1)电动机线圈的电阻 R；(2)电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率；(3)如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率(设此时线圈未被烧坏)解析：(1)电动机不转时，设线圈电阻为 R，则 RU1I1 0.20.4 0.5.(2)电动机正常工作时消耗的功率为 PU2I22.01.0 W2.0 W 电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为 P损I22R1.020.5 W0.5 W 电动机正常工作时的输出功率为 P 出PP 损(2.00.5)W1.5 W 电动机正常工作时吸尘器的效率为 P出P 100%1.52.0100%75%.(3)电动机转子被卡住时，电功全部转化为电热 P 热U22R 2.020.5W8 W.答案：(1)0.5 (2)1.5 W 75%(3)8 W本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
