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5焦耳定律
[学习目标]1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念.2.弄清电功与电热、电功率与热功率
的区别和联系,并能进行有关的计算.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.
一、电功和电功率
1.电功
(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功,电流做功的过程就是电能转化为其他
形式能的过程.
(2)电功的计算公式:W=IUt.
单位:焦耳,符号为J.
6
常用的单位:千瓦时(kW·h),也称“度”,1kW·h=3.6×10J.
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功.
(2)公式:P==IU.
(3)单位:瓦特,符号为W.
(4)意义:表示电流做功的快慢.
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二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.
2
(2)表达式:Q=IRt.
2.热功率
(1)定义:单位时间内的发热量称为热功率.
2
(2)表达式:P=IR.
(3)物理意义:表示电流发热快慢的物理量.
1.判断下列说法的正误.
(1)电功率越大,表示电流做功越多.(×)
(2)电功W=IUt可以用来计算所有电路中电流所做的功.(√)
2
(3)电热Q=IRt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热.(√)
(4)电动机消耗的电能,一部分转化为机械能,一部分转化为线圈内阻上的电热.(√)
2.通过电阻R的电流为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为,则在时
间t内产生的热量为________.
答案
2
解析根据Q=IRt得,
22
Q′=·2R·t=IRt=Q.
一、电功和电热的理解
1.如图1所示,已知电路两端的电势差为U,电路中的电流为I,在t时间内通过导体某横
截面的电荷量是多少?把这些电荷从左端移到右端,电场力做功是多少?
图1
答案由电流的定义式可得通过某横截面的电荷量q=It,根据静电力做功的公式W=qU,
可得W=IUt.
2.电吹风工作时,将电能转化为什么能?电熨斗工作时,将电能转化为什么能?
答案电吹风工作时,把电能转化为内能和机械能.电熨斗工作时,将电能转化为内能.
1.电功和电功率
W=UIt是电功的计算式,P=UI是电功率的计算式,适用于任何电路.
2.电热和热功率
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Q=IRt是电热的计算式,P热=IR是热功率的计算式,可以计算任何电路产生的电热和热功率.
3.纯电阻电路与非纯电阻电路
(1)纯电阻电路:电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的内能.
(2)非纯电阻电路:含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中,电
流做功将部分电能转化为内能,剩余部分转化为机械能或化学能等其他形式的能.
4.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路非纯电阻电路
举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽
能量转化情况
电功和电热的W=QW=Q+E其他
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关系即UIt=IRtUIt=IRt+E其他
电功率和热功P=P热+P其他
2
P=P热,即UI=IR
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