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第二章 恒定电流 §2.5 焦耳定律 雨金中学 段双双 一、电功 1、定义：电场力（或电流）所做的功. 电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功 2、表达式： W=qU=UIt 3、单位： 焦耳（J）、千瓦时（kwh） 1kwh=3.6×106J 二、电功率 1、定义：单位时间内电流所做的功. 表示电流做功的快慢 3、单位：瓦（W） 千瓦（kW） 　1kW＝103W P =W/t=UI 2、表达式: 额定功率：用电器在额定电压下工作的功率. 实际功率：用电器在实际电压下工作的功率. 输入功率：用电器输入端的电压与输入电流之积. 输出功率：用电器输出端的电压与输出电流之积. 三、电热 1、定义：电流通过导体产生的热量 2、表达式: 电能全部转化为内能： Q=W=IUt 欧姆定律：U=IR Q=I2 R t 3、单位： 焦（J） 千瓦时（kW·h） 四、热功率 1、定义：单位时间内的发热量 2、公式: P=Q /t=I2R 焦耳定律适用于：纯电阻电路；非纯电阻电路 单位：瓦(W) 千瓦(kW) 五 、 焦耳定律： 电流通过导体产生的热量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 ． 表达式： Q=I2 R t 　纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机） 　　非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路． 六 电功与电功率在电路中的比较 纯电阻电路: 电能 → 内能 Q I2Rt W IUt = I=U/R M 非纯电阻电路: 电能 → 内能+其它形式的能 W W其 Q IUt I2Rt I＜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! R 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 Q I2Rt W UIt = I=U/R 电功 = 电热: W= UIt = =I2Rt U2t/R 电功率=热功率：P = U I = U2/R = I2R =P热 W W 其 Q UIt ＞ I2Rt I＜U/R 电功：W= UIt 电热：Q=I2Rt 电功率：P = UI 热功率：P热=I2R R M =Q 例1：一个电动机，线圈电阻是0.4 ?，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 解：电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转化为机械能的功率P机 根据能量守恒定律: P电＝P热+P机 由焦耳定律得： 电动机的热功率为: P热 ＝I2R 消耗的电功率为: P电＝UI P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: W＝P机t=（IU一I2R）t =（5×220-52×0.4） ×60J =6.5×104J 例2：把标有“220V，100W”的灯泡接到220V的电路中，通过灯丝的电流I和实际功率各有多大？ 若接到110V的电路中结果又怎样？（假定灯丝的电阻不变。） 解：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100Ω=484Ω 灯泡接220V时，通过灯丝的电流 I=U/R=220/484A=0.45A 实际功率P=UI=220×220/484W=100W 灯泡接110V时，通过灯丝的电流 I/=U//R=110/484A=0.23A 实际功率P/=U/I/=110×110/484W=25W 例3：一台电风扇，内阻为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以及电机的效率。 （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，以及电风扇消耗的电功率和发热功率。 I=P/U=0.3