知識講解電功和電熱焦耳定律電阻定律提高

1、電功和電熱、焦耳定律、電阻定律【學習目標】1理解電功和電功率，掌握電功和電功率的計算2知道焦耳定律的物理意義，掌握焦耳定律在生活中的應(yīng)用3從能量守恒和轉(zhuǎn)化理解電功和電熱的區(qū)別，知道純電阻電路和非純電阻電路.【要點梳理】知識點一、電功和電功率1電功(1)實質(zhì)：因電流是自由電荷在電場力作用下定向移動形成的，電流做的功，實質(zhì)上是電場力移動電荷做的功(2)表達式：設(shè)加在一段電路兩端的電壓為，流過電路的電流強度為，則時間內(nèi)流過電路的電量.電場力移動電荷做的功.時間內(nèi)電流做功.表明：電流在一段電路上所做的功，跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間成正比注意：電功適用于任何電路在純電阻電路中，由于，所

2、以在純電阻電路中的電功可表示為.(3)單位：在國際單位中功的單位是焦耳，符號為常見的電功單位還有(4)意義：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，電流做了多少功，就表明有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即電功反映了電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少2電功率(1)定義：電流所做的功跟完成這些功所用時間的比值，叫做電功率(2)公式：計算電功率的普適公式為和，對于純電阻電路，計算電功率還可以用公式和.(3)單位：在國際單位制中的單位是瓦，符號為(4)意義：電功率表示電流做功的快慢要點詮釋：知識點二、焦耳定律1焦耳定律：(1)1841年，英國物理學家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導體中產(chǎn)生的熱量（稱為焦耳熱）與電流 的平方、

3、導體的電阻、通電時間成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。 .焦耳定律是一個實驗定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計算電熱時都用到它。(2)熱功率：單位時間內(nèi)導體的發(fā)熱功率叫做熱功率熱功率等于通電導體中電流的二次方與導體電阻的乘積 .(3)電功率與熱功率 對純電阻電路，電功率等于熱功率 即： .此時，可得 ,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和即： .此時，可得 ,所以，對非純電阻電路歐姆定律不成立.2電熱. 3熱功率的意義及計算知識點三、電功和電熱的比較對任何電路，電流做的功恒為；電流產(chǎn)生的熱恒為.1在純電阻電路中

4、，由于，因此，即電流做的功全部轉(zhuǎn)化為電熱2在非純電阻電路(像含有電動機、電解槽的電路)中，電流做的功只有很少一部分轉(zhuǎn)化為電熱，絕大部分轉(zhuǎn)化成(機械能或化學能等)其他形式的能因此，即，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知，在非純電阻電路中滿足：電功電熱其他形式的能，即例如，一臺電動機，額定電壓是，電阻是，在正常工作時通過的電流是，每秒鐘電流做的功為，而每秒鐘電流產(chǎn)生的熱為，可見，電功比電熱大得多其中為每秒鐘產(chǎn)生的機械能知識點四、電路中電功率和熱功率的計算方法1注意區(qū)別 “負載”“負荷”與“電阻”“負載”或“負荷”是對用電器功率特征的一種習慣稱謂通常說“負載”或“負荷”大，是指用電器的功率大，并不是用電器的“

5、電阻”大在一般情況下，“負載”大的用電器電阻反而小如“與”的兩個燈泡，后者的功率大但電阻卻較小2注意區(qū)別純電阻電路與一般電路電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱(內(nèi)能)的電路稱為純電阻電路，對純電阻電路有.要點詮釋：知識點五、電動機工作過程的能量轉(zhuǎn)化1電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能；電解槽把電能轉(zhuǎn)化為化學能；電熱器把電能轉(zhuǎn)化為熱能在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能；在金屬導體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動的動能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2.電動機的總功率（輸入功率）：總.3. 電

6、動機的熱功率.4. 電動機的輸出功率（機械功率）：.5. 電動機的效率：.要點詮釋：知識點六、 電阻定義及意義1導體電阻的定義及單位 2物理意義要點詮釋：知識點七、 電阻定律1電阻定律的內(nèi)容及適用對象要點詮釋：要點詮釋： 2電阻率的意義及特性要點詮釋：【典型例題】類型一、純電阻電路功率分配與計算舉一反三：【變式2】【答案】ACD類型二、識別純電阻與非純電阻電路舉一反三：【總結(jié)升華】【變式2】【答案】(1) (2)【解析】類型三、根據(jù)銘牌和熱功率進行計算一臺國產(chǎn)封閉型貯水式電熱水器的銘牌上所列的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示根據(jù)表中所提供的數(shù)據(jù)，計算出此電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時，通過電熱水器的

7、電流約為( )A. B C D【答案】A【解析】 由可知，該電熱水器在額定電壓下處于加熱狀態(tài)時的電流為：，故選項A正確舉一反三：【變式】下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機的主要技術(shù)參數(shù)，不計其自身機械損耗若該車在額定狀態(tài)下以最大運行速度行駛，則() A.電動機的輸入功率為B電動機的內(nèi)電阻為C該車獲得的牽引力為D該車受到的阻力為【答案】AD.【解析】，故A正確，故B錯，故C錯，D正確類型四、 電阻定律【答案】【解析】【總結(jié)升華】舉一反三：【變式1】直徑的細鉛絲通以的電流被熔斷，直徑的粗鉛絲通過的電流被熔斷，如果由長度相同的根細鉛絲和一根粗鉛絲并聯(lián)為電路中的保險絲，則通過（ ）電流時，電路斷開

8、。A B C D 【答案】B【解析】由，即，由并聯(lián)知識可求出 ，并注意到若兩端加電壓，則超過了粗鉛絲的熔斷電流，所以并聯(lián)鉛絲兩端只能加電壓，可求出總電流值為.【總結(jié)升華】（1）了解熔斷電流即為最大電流；（2）本題要結(jié)合運用串并聯(lián)電路知識和電阻定律來求解。【變式2】如圖所示，均勻的長方形薄片合金電阻板，邊為，邊為，當端點或接入電路時，是（ ） A B C D【答案】D【變式3】【答案】C類型五、由伏安曲線進行分析計算【答案】【解析】【總結(jié)升華】舉一反三：【變式1】如圖所示，圖甲為一個電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故，參

9、考這條曲線回答下列問題(不計電流表內(nèi)阻，線路提供電壓不變)：(1)若把三個這樣的電燈串聯(lián)后，接到電壓恒定為的電路上，求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻；(2)如圖乙所示，將兩個這樣的電燈并聯(lián)后再與的定值電阻串聯(lián)，接在電壓恒定為的電路上，求通過電流表的電流值以及每個燈的實際功率【答案】(1)；，(2)；.【解析】(1)由于三個電燈完全相同，所以每個電燈兩端的電壓為：，結(jié)合圖象可得當時，.故每個電燈的電阻為：. (2)設(shè)此時電燈兩端的電壓為，流過每個電燈的電流為，由串聯(lián)電路的規(guī)律得.代入數(shù)據(jù)得.在圖甲上畫出此直線如圖所示可得到該直線與曲線的交點()，即流過電燈的電流為，則流過電流表的電流為.每個燈的

10、功率為：.例6兩盞額定電壓為的白熾燈和的特性曲線如圖所示，的額定功率約為_；現(xiàn)將和串聯(lián)后接在的電源上，電源的內(nèi)阻忽略不計此時的實際功率約為_【答案】 【解析】 本題考查的是曲線及額定功率和實際功率，關(guān)鍵是根據(jù)曲線找出額定電流和實際電流從伏安特性曲線可知，當達到額定電壓時，通過的電流為，所以額定功率如果把與串聯(lián)接在的電源上，且，即，從圖象上可知，燈的實際功率 【總結(jié)升華】（1）本題中，燈泡的電阻在不同的電壓下阻值是不同的，所以不能用固定的電阻值來計算，這是易錯點，也是難點（2）此類題目要注意從圖象中獲取信息，怎樣將這些信息與所求量的公式聯(lián)系起來，靈活求解，這需要具有較高的讀圖識圖能力。類型六、正

11、確理解電阻定律和歐姆定律例7下列說法正確的是()A由知，一段導體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流成反比B比值反映了導體阻礙電流的性質(zhì)，即電阻C導體中電流越大，導體電阻越小D由知，通過一段導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比【答案】BD【解析】 導體的電阻決于導體自身，與、無關(guān)，故A、C錯誤；比值反映了導體對電流的阻礙作用，是電阻的定義式，選項B正確；由歐姆定律可知，D項正確 舉一反三：【變式】在如圖所示的電路中，為電源電動勢，為電源內(nèi)阻，和均為定值電阻，為滑動變阻器。當?shù)幕瑒佑|點在端時合上開關(guān)，此時三個電表、和的示數(shù)分別為、和，現(xiàn)將的滑動觸點向端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是（ ）

12、A. 增大，不變，增大 B. 減小，增大，減小C. 減小，不變，減小 D. 增大，減小，增大【答案】B【解析】電路結(jié)構(gòu)：、并聯(lián)后再與R3串聯(lián)，測通過的電流，測通過的電流，測路端電壓，的滑動觸點由滑向，阻值減小，電路總電阻減小，則總電流增大；根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓，所以電壓表示數(shù)減?。粌啥穗妷?，而，增大，所以減小，則減小，而，所以增大。類型七、電功電熱計算例8如圖所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈的電阻為，電動機兩端的電壓為，電路中的電流為，物體重，不計摩擦力，求： （1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率是多少？ （2）電動機輸入功率和輸出功率各是多少？ （3）內(nèi)，可以把重物勻速提升多高？ （4）這臺電動機的機械效率是多少？【答案】（1） （2） （3） （4）【解析】本題考查的是電動機電路問題，關(guān)鍵是區(qū)分電動機的各種功率，并注意它們之間的聯(lián)系 （1）根據(jù)焦耳定律，熱功率 （2）電功率等于輸入電流與電動機兩端電壓的乘積，輸出功率等于輸入功率減去發(fā)熱消耗的功率 （3）電動機輸出的功率用來提升重物轉(zhuǎn)化為機械功，在內(nèi)解得 （4）機械效