2.5焦耳定律二、電功率一、電功三、電熱四、電功與電熱大小對比五、電動機電路的輸入功率、熱功率、輸出功率六、輸電線路中的輸入功率、輸出功率、線路損耗功率它們把電能轉化為什么能？這種電器叫純電阻用電器熱能導體通電時的發熱現象叫電流的熱效應。一、電功電場力（或電流）所做的功叫電功。描述力對電荷位移的累積效果。（1）定義式的變形式：W=qU=UIt（2）單位：焦耳（J）、千瓦時（kwh）。1kwh=3.6×106J自由電子在電場力的作用下在電路中會定向移動，電場力做功，電場力做的功常常說成是電流所做的功，簡稱電功。不同的用電器在相同電壓作用下，電場力做功的快慢程度又不同，為了比較電場力做功的快慢，引入了電功率。

電流通過導體是會發熱，把它叫電熱。那么，電功、電功率、電熱三個物理量之間有何關系呢？

下面在復習學過內容的基礎上，進一步來明確這些問題。

P額是個定值，P實是個變值大小關系P額≥P實二、電功率附:幾種常見家用電器的額定功率

用電器29吋彩電電熨斗電冰箱微波爐臺燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）0～150300～800100～150800～120040～60用電器的電阻和功率的說明①純電阻用電器接入電路中，若無特別說明，應認為其電阻不變．②用電器的實際功率超過額定功率時，認為它將被燒毀。不考慮其安全系數．③沒有注明額定值的用電器(如用于限流的變阻器)接入電路時，認為其工作的物理量均小于其額定值，能安全使用.④電壓表和電流表是考慮內阻，要看具體問題，具體分析。有些題要求考慮，有些不要求考慮。電流通過導體產生的熱量叫電熱。熱的產生不只是電。（1）焦耳定律：電流通過導體時產生的熱量Q等于電流I的二次方、導體的電阻R和通電時間t三者的乘積．

Q=I2Rt（2）單位：焦耳（J）

三、電熱（4）焦耳定律的適用條件：焦耳定律適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路。只要有電阻通電就成立。純電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉子被卡住的電動機也是純電阻器件。它們把電能轉化為熱能。非純電阻電路：電路中有電動機在轉動或有電解槽在發生化學反應，或有電池在充電等。電能變為熱和其它形式能。產生的熱量用焦耳定律計算。

根據能量守恒定律及“功是能量轉化的量度”可知：電流的熱效應產生了電熱，即電能轉化為熱能，則電流必做功。那么，電功與電熱大小之間有何關系呢？（1）在純電阻電路中，電功等于電熱：W=E電減=Q即電能全部轉化為內能：UIt=I2Rt→U=IR，也即歐姆定律成立。

此時還有：UIt=I2Rt=（U2/R）tMVU>IR四、電功與電熱大小對比因電能只有一部分轉化為內能，另一部分轉化為機械能能等其它形式的能量。UIt=I2Rt+E其它＞I2Rt，可見，U＞IR，即歐姆定律對這段非純電阻電路不成立。U=IR（2）在非純電阻電路中，電功大于電熱：W=E電減＞Q注意：1、公式W=UIt和P=UI是電功和電功率的一般表達式，表示電流通過用電器做的總電功和總電功率。適用于任何用電路。W=I2Rt=U2t/R和P=I2R=U2/R，則是前面兩公式與歐姆定律結合而導出的，它們實際上只適用于純電阻電路。2、電流通過用電器做功的過程實際上是電能轉化為其它形式的能的過程。

電流通過一段電路做了多少功，電能就減少多少，其它形式能就增加多少。例1關于電功W和電熱Q的說法正確的是(

)A．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立D．W＝UIt在任何電路中成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中成立解析：

W＝UIt、Q＝I2Rt適用于一切電路，但在純電阻電路中W＝Q，在非純電阻電路中W＞Q，B對，A、C、D錯．答案：

B電動機中的能量轉化：通電時，電阻r把電能轉化為熱能，無阻線圈D把電能轉化為機械能。能量守恒關系為E電=E機+Q

，即UIt=P機t+I2Rt(2)電動機的輸入功率：又叫電動機的總功率，由電動機線圈中的電流I和電機兩端的電壓U決定計算方法：P總＝UI（1）電動機是一種非純電阻用電器電動機通電時，常把電動機內的有阻線圈等效于：線圈的電阻r和無電阻線圈D（理想線圈）串聯而成。如圖所示。五、電動機電路的輸入功率、熱功率、輸出功率D(3)電動機的熱功率：電動機線圈的電阻r發熱熱功率P熱＝I2r(4)電動機的輸出功率：電動機做有用功的功率，是機械功率。如圖所示，P出=P機=FV勻速時F=mg，P出=P機=mg·v(5)三個功率的關系輸入功率P=

IU熱功率P熱=I2r

輸出功率P出=P機=mg·v

P＝P出+P熱IU=mg·v+I2r思考:電動機的效率是？

輸入功率：輸電線路兩端的電壓U與輸入電流I之積。即P=IU輸出功率：即用戶獲得的電功率，等于用戶兩端的電壓U用與輸出

電流I之積，即P用=IU用三個功率關系：P=P用+P損耗即UI=

U用

I+I2R線

其中P出=P用輸電線路的等效電路圖I

思考：輸電效率η=

?

線路損耗的功率：P損=I2R線六、輸電線路中的輸入功率、輸出功率、線路損耗功率

小結：１．電功

３．電功率

４．熱功率

２．焦耳熱

利用專用公式解題還會錯嗎？BC解析：

首先要明確，歐姆定律U＝IR只適用于純電阻電路，因此三個公式在純電阻電路中沒有區別，但在非純電阻電路中它們互不相同．

其次，P＝UI表示電功率，而P＝I2R表示熱功率．因此，在純電阻電路中，UI＝I2R，消耗的電能全部轉化為熱能；而在非純電阻電路中，UI＞I2R，即消耗的電能只有部分轉化為熱能．答案：

BC例2.“220V,66W”的電風扇，線圈的電阻為20Ω，(1)接上220V電壓后，電風扇消耗功率轉化為機械能的功率和發熱功率．(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉動，求電動機消耗的功率和發熱功率．

典型例題解析：(1)電風扇工作時，其電路不是純電阻電路，它從電源獲取的電功率一部分轉化為線圈的發熱功率，另一部分轉化為扇葉轉動時的機械功率．它們三者之間的關系為：

P電＝P熱＋P機．其中P電＝UI，P熱＝I2R.電風扇接在220V電壓下正常工作，電流大小為I額＝P額/U額＝(66/220)A＝0.3A.發熱功率為P熱＝I2R＝0.32×20W＝1.8W.轉化為機械能的功率為P機＝P電－P熱＝66W－1.8W＝64.2W.(2)電扇的扇葉被卡住不能轉動，電機相當于純電阻，電能全部轉化為內能，通過電扇的電流為I′＝U/R＝(220/20)A＝11A.電機消耗的功率P′等于發熱功率P熱′，P′＝P熱′＝I′U＝11×220W＝2420W,遠大于66W.這時電機將被燒壞．答案：

64.2W

1.8W

2420W

2420W例3.在研究微型電動機的性能時，可采用如下圖所示的實驗電路．當調節滑動變阻器R，使電動機停止轉動時，電流表和電壓表的示數分別為0.5A和1.0V；重新調節R，使電動機恢復正常運轉時，電流表和電壓表的示數分別為2.0A和15.0V．求：(1)這臺電動機正常運轉時的輸出功率和電動機的線圈電阻．(2)電動機正常工作狀態時勻速提升一個2kg的物體，該物體豎直上升的速度多大？(g＝10m/s2)答案：

(1)22.0W

2Ω

(2)1.1m/s例4如下圖所示，電路中的電阻R＝10Ω，電動機的線圈電阻r＝1Ω，加在電路兩端的電壓U＝100V．已知電流表讀數為30A，則通過電動機線圈的電流為多少？電動機輸出功率為多少？答案：

20A

1600W

例5如圖所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內阻rA＝2Ω，當K1閉合，K2、K3斷開時，A示數6A；當K2閉合，K1、K3斷開時，A示數5A，且電動機輸出功率為35W；當K3閉合，K1、K2斷開時，A示數為4A.求：(1)電爐子的電阻及發熱功率各多大？(2)電動機的內阻是多少？(3)在電解槽工作時，電能轉化為化學能的功率為多少？答案：⑴R=2Ω；PR=72W⑵rM=1Ω⑶P化=16W