第五节 焦耳定律

一、电功11 、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功做的功 ..

22 、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化 ..

33 、表达式 、表达式 WW ＝＝ UItUIt （定义式）（定义式）

二、电功率

11 、表示电流做功快慢的物理量、表示电流做功快慢的物理量22 、表达式 、表达式 PP ＝＝ UIUI （定义式）（定义式）

三、焦耳定律（实验定律）

11 、内容：、内容：

22 、定义式：、定义式： QQ ＝＝ II22RtRt

3 、 适用于一切电路（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。

电功与电热 11 、纯电阻电路：、纯电阻电路：WW ＝＝ UItUIt ＝＝II22RtRt

PP ＝＝ UIUI ＝＝ II22RR QQ ＝＝ II22RtRt ＝＝ UItUIt ＝＝WW

22 、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用姆定律不再适用电功 电功 WW ＝＝ UIt≠IUIt≠I22RtRt 电功率 电功率 PP ＝＝ UI≠IUI≠I22RR

电热 电热 QQ ＝＝ II22Rt≠UItRt≠UIt

• 例例 11 、一根电阻丝在通过、一根电阻丝在通过 2C2C 的电量时，消耗电的电量时，消耗电能是能是 8J8J 。若在相同时间内通过。若在相同时间内通过 4C4C 的电量，则的电量，则该电阻丝两端所加电压该电阻丝两端所加电压 UU 和该电阻丝在这段时和该电阻丝在这段时间内消耗的电能间内消耗的电能 EE 分别为 （ ）分别为 （ ）• AA ．． UU ＝＝ 4V B4V B ．． UU=8V=8V

• CC ．． EE ＝＝ 16J D16J D ．． EE=32J=32J

答案： BD

• 例例 22 、图中虚线框内是一个未知电路，测、图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点得它的两端点 aa ，， bb 之间的电阻是之间的电阻是 RR ，在，在aa ，， bb 之间加上电压之间加上电压 UU ，测得流过这电路的，测得流过这电路的电流为电流为 II ，则未知电路的电功率一定是，则未知电路的电功率一定是 ( )( )

• A . IA . I22R B .UR B .U22/R/R

• C. C. UI UI D. D.II22RR++UIUI答案： C

• 例例 33 、有一个直流电动机，把它接入、有一个直流电动机，把它接入 0.2V0.2V 电压的电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A0.4A ，若把它接入，若把它接入 2V2V 电压的电路中，电动机正电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是常工作，工作电流是 1A1A 。求：。求：

• （（ 11 ）电动机正常工作时的输出功率。）电动机正常工作时的输出功率。• （（ 22 ）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时

电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）中转子不转动时为纯电阻用电器）

答案： 1.5W ， 8W

例例 44 、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光．若两电路消耗路，调节变阻器，使电灯都正常发光．若两电路消耗的总功率分别为的总功率分别为 PP11 、、 PP22 ，两个变阻器，两个变阻器 RR11 、、 RR22 消耗消耗的电功率分别为的电功率分别为 PP11'' 、、 PP22'' ，则可以判定 ，则可以判定 ( ) ( )

(A) (A) PP11 ＝＝ 22PP2 2 (B) (B) PP11 ＝＝ PP22

(C) (C) PP11'' ＝＝ 22PP22'' (D) (D) PP11'' ＞＞ 22PP22''

答案： AD

例例 55 、某一用直流电动机提升重物的装置如图、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示．重物的质量所示．重物的质量 mm ＝＝ 50kg50kg ，电源电动势，电源电动势 εε＝＝ 110V110V ．不计内阻及各处的摩擦，当电动机．不计内阻及各处的摩擦，当电动机以以 vv ＝＝ 0.90m0.90m ／／ ss 的恒定速度向上提升重物时，的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度电路中的电流强度 II ＝＝ 5A5A ，由此可知电动机，由此可知电动机线圈的电阻 线圈的电阻 RR ＝＝ 。 。

答案： 4Ω

例例 66 、如图所示的电路中，电源电动势、如图所示的电路中，电源电动势 εε ＝＝6V6V ，内阻，内阻 rr ＝＝ 1Ω1Ω ，， MM 为一直流玩具电动机，为一直流玩具电动机，其电枢电阻其电枢电阻 RR11=2Ω=2Ω ，限流电阻，限流电阻 RR22=3Ω=3Ω ，电压，电压表示数为表示数为 3.6V3.6V ，求玩具电动机得到的电功率，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率．和转化为机械能的功率．

答案： 2.16W ， 1.44W

例例 77 ：下表列出不同品牌电冰箱和电风扇名牌上的主要：下表列出不同品牌电冰箱和电风扇名牌上的主要项目项目

容声冰箱容声冰箱 BCD-208B/HCBCD-208B/HC 格力电风扇格力电风扇 KYTA-30AKYTA-30A

总有效容积：总有效容积： 208L208L冷冻室有效容积：冷冻室有效容积： 97L97L冷冻能力：冷冻能力： 5.25Kg/24h5.25Kg/24h电源：电源： 220V/50Hz220V/50Hz额定输入功率：额定输入功率： 140W140W耗电量：耗电量： 1.00KWh/24h1.00KWh/24h净重：净重： 58Kg58Kg

额定电压：额定电压： 220V220V工作频率：工作频率： 50Hz50Hz扇叶直径：扇叶直径： 300mm300mm输出风量：输出风量： >50m>50m22/min/min功率：功率： 50W50W净重：净重： 4.1Kg4.1Kg毛重：毛重： 5Kg5Kg

(1)(1) 冰箱与电风扇均工作一天耗电量分别是多少？冰箱与电风扇均工作一天耗电量分别是多少？

(2)(2) 冰箱与电风扇工作的额定电流是多少？冰箱与电风扇工作的额定电流是多少？

例例 88 、已知、已知 RR11 、、 RR22 都标有都标有 "4W 100Ω""4W 100Ω" 字样，而字样，而RR33 标有标有 "1W 100Ω""1W 100Ω" 字样．按图中所示的电路连接，字样．按图中所示的电路连接，则则 AA 、、 BB 间允许消耗的最大电功率为间允许消耗的最大电功率为 WW ．．

答案： 1.5W