导学案：2.5 焦耳定律（原卷版）.docxVIP

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2.5焦耳定律

【基础知识梳理】

知识点01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中的电流、电路两端的电压U和通电时间t三者的乘积。

(2)公式：W＝IUt。

(3)国际单位：焦，符号为J。常用的单位还有：KWh，也称“度”，1KWh=。

(4)实质：电场力在这段电路中所做的功。

(5)意义：电流做功的过程是电能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。即电功是电能转化为其他形式的能的量度。

2.电功率

(1)定义：单位时间内电流所做的功。

(2)定义式：P＝eq\f(W,t)＝IU。单位：瓦，符号：W。

(3)物理意义：表示电流做功的快慢。

知识点02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)表达式：Q＝I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时产生的热量，即电热。

2.热功率

(1)定义：单位时间内的电流通过导体发热的功率叫热功率。

(2)表达式：P＝I2R。

(3)实质：电能转化为内能的那部分功率。

3.纯电阻电路与非纯电阻电路

纯电阻电路

非纯电阻电路

元件特点

电路中只有电阻元件

除电阻外还包括把电能转化为其他形式能的用电器

能量转

化情况

电功和电

热的关系

W＝Q

即IUt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t

W＝Q＋E其他

UIt＝I2Rt＋E其他

电功率和

热功率的

关系

P＝P热，

即IU＝I2R＝eq\f(U2,R)

P＝P热＋P其他

即IU＝I2R＋P其他

欧姆定律

是否成立

成立

U＝IRI＝eq\f(U,R)

不成立

UIRIeq\f(U,R)

4.电动机的功率

（1）电动机的总功率。

（2）电动机的热功率。

（3）电动机的输出功率（机械功率）。

（4）电动机的效率。

【补充】串联电路、并联电路的功率分析

1.串联电路

功率关系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(（1）各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，,各电阻上的电功率与电阻成正比,（2）总功率P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I,＝P1＋P2＋…＋Pn))

2.并联电路

功率关系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(（1）各支路电压相同，根据P＝\f(U2,R)，各支路,电阻上的电阻功率与电阻成反比,（2）总功率P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）,＝P1＋P2＋…＋Pn))

3.结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。

【例题讲解】

一、电功、电功率

例1标有“”的甲灯和“”的乙灯，并联接在的电源上（假设灯丝的电阻不变），下列说法正确的是（）

A．甲、乙两灯消耗的电能之比是 B．甲、乙两灯的电压之比是

C．通过甲、乙两灯的电流之比是 D．甲、乙两灯的实际电功率之比是

例2把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（）

A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲 C．P甲=3P乙 D．P乙3P甲

例3如图所示，把标有“9V5.4W”和“6V2W”字样的甲、乙两个小灯泡连接在电路中，且灯丝电阻不变，电表①②③可能是电流表或电压表。要求：在闭合开关S后，两灯泡均能发光，则下列判断中正确的是（）

A．①②为电流表，③为电压表，甲灯的功率比乙灯大

B．①③为电流表，②为电压表，甲灯的功率比乙灯小

C．①②为电压表，③为电流表，乙灯的功率比甲灯小

D．①③为电压表，②为电流表，乙灯的功率比甲灯大

【练1】如图所示，电源内阻不计。粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等分，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（）

A． B．P C． D．3P

【练2】把6个相同的电灯接在如图甲、乙所示的两电路中，通过调节供电电压与变阻器、的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则、大小满足（）

A． B．

C． D．

【练3】（多选）有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，从图线可以判断（）

A．电阻A的阻值大于电阻B

B．电阻A的阻值小于电阻B

C．电压相同时，流过电阻A的电流强度较大

D．两电阻串联时，电阻A消耗的功率较小

二、焦耳定律、热功率

例1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，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多

B．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大

C．电流通过电动机时的电功率