焦耳定律【考綱要求】1．理解電功、電功率的概念，公式的物理意義。了解實際功率和額定功率。2．了解電功和電熱的關系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的適應條件。3．知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉化關系，電功大于電熱。4．能運用能量轉化與守恒的觀點解決簡單的含電動機的非純電阻電路問題。【自主學習】1.什么是電功和電功率？（1）功是能量轉化的量度，電能轉化為其他形式的能通過實現。電流做功的實質上是導體中的恒定電場對的力在做功，電荷的減小，其他形式的能在增加；公式：是電功的普適式，適用于任何電路。單位：。（2）不同電機做功快慢不同，內電流所做的功叫做電功率。公式：P=是電功率的普適式。單位：。適用于任何電路。2.什么焦耳定律和熱功率？（1）電流的熱效應：電流在通過導體時，導體要發熱，能轉化為能。這就是電流的熱效應。任何電路中電流I通過電阻R時都要產生的熱量（電熱）。（2）焦耳定律內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的成正比，跟導體的電阻成及通電時間成。（3）表達式：電熱Q=。注意：焦耳定律是電流熱效應的實驗定律，凡是計算電熱，都應選用焦耳定律。適用于純電阻電路，也適用于非純電阻電路。（4）熱功率（P）：定義：稱為熱功率。表達式：P=。3.電功和電熱有何異同？（1）電流通過用電器時把能全部轉化為能，這樣的電路叫做純電阻電路。在純電阻電路中，例如電爐、電熨斗、電飯鍋，電烙鐵、白熾燈泡等。這時電能全部轉化為內能，電功等于電熱，即.同理.（2）電流通過用電器時把能全部轉化為的能和能，這樣的電路叫做非純電阻電路。在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉化為內能以外的形式的能為目的，發熱不是目的，而是難以避免的內能損失。例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等。這時電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉化為其他形式的能E其他（例如電流通過電動機，電動機轉動，電能轉化為機械能）；另一小部分不可避免地轉化為電熱Q=I2Rt（電樞的電阻生熱）.這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應該是W=E其他＋Q.（3）電功和電熱是兩個不同的物理量，只有在純電阻電路中，電功等于電熱，；在非純電阻電路中，電功大于電熱，W>Q，這時電功只能用計算，電熱只能用計算，兩式不能通用。【考點突破】將標有“220V，100W”和“220V，25W”字樣的兩個燈泡A和B串聯后接入電路，為使兩個燈泡都能安全使用，電路兩端所加電壓的最高值是多少？這時兩燈的實際功率之和是多少？R1R2R3典型例題1下圖所示的電路中，三電阻串聯，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，電路總電壓為U，各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3，則P1：P2R1R2R3A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1下圖所示的電路中，三電阻并聯，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，電路總電壓為U，各電阻消耗的功率分別為P1、P2、P3，則P1：P2：P3等于()A、2：3：6B、6：3：2C、1：2：3D、3：2：1答案A，D解析：上述電路為純電阻電路，且三電阻串聯，電流相等，由P=I2R，得功率之比等于電阻之比。三電阻改為并聯，各電阻兩端電壓相等，由P=得功率之比與各電阻成反比。純電阻串并聯中的功率分配（1）串聯電路中的功率分配與電阻成，總功率等于各電阻消耗功率。（2）并聯電路中的功率分配與電阻成，總功率等于各支路消耗功率。反饋練習1：不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V，40W”的燈泡，下列說法正確的是（）A.接在110V的電路上時的功率為20WB.接在110V的電路上時的功率為10WC.接在440V的電路上時的功率為160WD.接在220V的電路上時的功率為40W典型例題2一臺電風扇，內阻為20Ω，接上220V電壓后，消耗功率66W，問：（1）電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少？（2）電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少？轉化為內能的功率是多少？電動機的效率是多少？（3）如果接上電源后，電風扇的風葉被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流，以及電動機消耗的電功率和發熱功率是多少？解析：（1）因為P入=IU所以I=A=0.3A（2）電風扇正常工作時轉化為內能的功率P內=I2R=×20W=W電風扇正常工作時轉化為機械能的功率P機=P入-P內=66W=W電風扇正常工作時的效率η=×100%=%(3)電風扇風葉被卡住后電動機不轉時可視為純電阻，通過電風扇的電流I=A=11A電動機消耗的電功率P=IU=11×220W=2420W電動機發熱功率P內=I2R=112×20W=2420W反饋練習2：一臺電動機，線圈電阻為Ω，當它兩端所加電壓為220V時，通過的電流是5A問：（1）電動機的輸入功率多大？（2）電動機每分鐘消耗電能多少？（3）電動機每分鐘產生的電熱多少？產生機械能多少？【考點鞏固】1．有兩個電阻R1和R2,且R1>R2,下列說法正確的是（）A．由公式P=I2R可知,電阻大的消耗的功率多,所以有P1>P2B.由公式P=U2/R可知,電阻小的消耗的功率多,所以有P1<P2C.由公式P=IU可知,消耗的功率多少與電阻無關,所以有P1=P2D.在所加電壓相同的情況下,由公式P=U2/R可知,電阻小的消耗的功率多,所以有P1<P22．一燈泡標有“220V，100W”字樣將其接到110V的電源上(不考慮燈泡電阻的變化)，則有( )A．燈泡的實際功率為50WB．燈泡的實際功率為25WC．通過燈泡的電流為額定電流的D．通過燈泡的電流為額定電流的3．室內有五種用電器:的電飯鍋,200W的電冰箱,750W的取暖器,250W的電視機和2kW的空調機,供電電壓是220V,進線處有13A的保險絲,為不使保險絲燒斷,下列用電器不能同時使用的是()A.電飯鍋和電冰箱B.取暖器和空調機C.電飯鍋和空調機D.電冰箱、電視機和空調機4．一個直流電動機所加電壓為U，電流為I，線圈內阻為R，當它工作時，下述說法中錯誤的是（）A．電動機的輸入功率為U2／RB．電動機的發熱功率為I2RC．電動機的輸出功率為IU-I2RD．電動機的功率可寫作IU=I2R=U2/R5．如圖所示A、B兩點間電壓為18V，R1=Ω，電動機M的內阻也是Ω，線路中的電流是25A，則此電路中電能轉化為機械能的效率是（）％％ABCRRABCRRR7．某一用直流電動機提升重物的裝置如圖所示．重物的質量m＝50kg，電源電動勢ε＝110V．不計內阻及各處的摩擦，當電動機以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度I＝5A，由此可知電動機線圈的電阻R＝Ω。8．有一個直流電動機，把它接入電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1A。求：（1）電動機正常工作時的輸出功率；（2）如在正常工作時，轉子突然被卡住，此時電動機的發熱功率多大？（提示：電動機在電路中轉子不轉動時為純電阻用電器）MMAUR電動機9．如圖所示的電路中，電爐電阻R=10Ω，電動機線圈電阻r=1Ω，電路兩端電壓U=100V，電流表的示數為30A，問通過電動機的