高中物理选修3-1 焦耳定律

1、恒定电流恒定电流一一电功和电功率电功和电功率（1 1） 定义：电流通过电路所做的功，也就是通常所说的电流定义：电流通过电路所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功所做的功，简称为电功（2 2）实质：）实质：电场力电场力对定向移动的电荷所做的功对定向移动的电荷所做的功. . （3 3）公式：）公式：W=UIt 电功普适公式电功普适公式（2 2）电功率：单位时间内电流所做的功）电功率：单位时间内电流所做的功（1 1）物理意义：表示电流做功的快慢）物理意义：表示电流做功的快慢UItWP1.1.电功电功2.2.电功率电功率（3 3）公式：）公式：1kwh=3.6106J 电功电功率率普适公式

2、普适公式二、焦耳定律焦耳定律1. 1. 电流通过导体时，导体要发热，这种现象叫做电流的热效电流通过导体时，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。产生的热量叫焦耳热，也叫电热。应。产生的热量叫焦耳热，也叫电热。2.2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，焦耳定律：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。跟导体的电阻及通电时间成正比。3 3、公式：、公式：QI2Rt4.4.热功率：单位时间内的发热量。热功率：单位时间内的发热量。RItQP2热5 5、热功率热功率公式：公式： 热功普适公式热功普适公式 热功热功率率普适公式普适公式焦耳定律适用条件：

3、焦耳定律适用条件：适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路 纯电阻电纯电阻电路路非纯电阻电路非纯电阻电路能量转化能量转化电流做功全电流做功全部转化为导部转化为导体的内能体的内能电流做功除转化为内电流做功除转化为内能外还要转化为其他能外还要转化为其他形式的能形式的能元件举例元件举例三、电路中的能量转化三、电路中的能量转化电阻、电炉电阻、电炉丝、白炽灯丝、白炽灯等等电动机、电解槽等电动机、电解槽等1.1.纯电阻电路纯电阻电路: : 电能电能 内能内能 QI2Rt WUIt=I=U/RM2.2.非纯电阻电路非纯电阻电路: :电能电能 内能内能+ +其它形式的能其它

4、形式的能WE其其 + QUIt Q=I2RtIU/R说明：欧姆说明：欧姆定律不适用定律不适用于非纯电阻于非纯电阻电路！电路！指某段电路指某段电路在某段时间在某段时间内消耗的全内消耗的全部电能部电能! ! 指转化为指转化为内能的那内能的那部分电能部分电能! !纯电阻电路纯电阻电路: : 非纯电阻电路非纯电阻电路: :电能电能 内能内能电能电能 内能内能+ +其它形式的能其它形式的能 QI2Rt WUIt=电功电功 = = 电热电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R电功率电功率= =热功率热功率：P =P热热 = UI = I2R = U2/RMWE其其 + QUIt I2Rt电功电功

5、：W= UIt电热电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功率热功率：P热热=I2RW QP P热热例题、一个电动机，线圈电阻是例题、一个电动机，线圈电阻是0.4 0.4 ，当它两端所加，当它两端所加的电压为的电压为220V220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A5A。这台电动机每分。这台电动机每分钟所做的机械功有多少钟所做的机械功有多少? ?解解:电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电、电动机的发热功率、电动机的发热功率P热热、转、转化为机械能的功率化为机械能的功率P机机。三者之间遵从。三者之间遵从能量守恒定律能量守恒定律: P电电P热热+P机机由焦耳定律由焦耳定律:电动机的热功

6、率为电动机的热功率为: P热热 I2R 消耗的电功率为消耗的电功率为: P电电IU因此电动机所做机械功的功率因此电动机所做机械功的功率: P机机P电电P热热IUI2R根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: WP机机t=(IU一一I2R)t =(5220- -520.4) 60J =6.5104J2 2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示重、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示重物的质量物的质量m m50kg50kg，电源电动势，电源电动势110V110V不计内阻不计内阻及各处的摩擦，当电动机以及各处的摩擦，当电动机以v v0.90m0.