步步高——恒定电流第5节

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1、第5节　焦耳定律　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量．2．电流做功的公式为W＝UIt，适用于任何电路．电功率的公式为P＝UI，适用于任何电路．3．电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q＝I2Rt，适用于任何电路．焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律．电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量，公式为P＝I2R，适用于任

2、何电路．4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W＝Q＝I2Rt＝UIt.含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W＝UIt，电热表达式为Q＝I2Rt.5．两个绕线电阻分别标有“100Ω　10W”和“20Ω　40W”则它们允许通过的额定电流之比是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A./5B./20C./10D．1/2000答案　C6．两个电阻分别标有“1A　

3、4W”和“2A　1W”，则它们的电阻之比为(　　)A．2∶1B．16∶1C．4∶1D．1∶16答案　B7．关于电功，下列说法中正确的有(　　)A．电功的实质是电场力所做的功B．电功是电能转化为其他形式能量的量度C．电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等答案　AB【概念规律练】知识点一　电功、电功率的计算1．关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是(　　)A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算C．公式①②③适

4、用于任何电路电功率的计算D．以上均不正确答案　AB解析　P＝UI、P＝适用于任何电路的电功率的计算，而P＝I2R、P＝只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B正确．2．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U变化的关系图象如图1(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和

5、电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为(　　)图1A．P1＝4P2　　　　　　B．PD＝P/9C．P1<4P2D．PD>P2答案　C解析　从电阻器D的I—U图线可以得出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图(b)中，三个电阻消耗的功率相等，都为P＝＝＝，说明三个电阻的阻值相等，即R1＝R2＝RD.连接成图(c)所示的电路时，电阻器D两端的电压小于U，电阻器D的阻值RD′>RD，这时电阻器RD两端的电压UD>，电阻R1两端的电压U1<，电阻R2两端的电压U2＝UD>，由电功率计算式综合比较得出

6、，A、B、D错误，C正确．知识点二　焦耳定律3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(　　)A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路C．在非纯电阻电路中，UI>I2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路答案　BCD解析　电功率公式P＝，表示功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝()2Rt，可见Q与P、U、t都有关．所以，P越大，Q不一定越大，A不对．W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路．而I＝只适用于纯电阻

7、电路，B对．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C对．Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确．4.如图2所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻RM＝0.6Ω，R＝10Ω，U＝160V，电压表的读数为110V．则：图2(1)通过电动机的电流是多少？(2)输入到电动机的电功率是多少？(3)电动机工作1h所产生的热量是多少？答案　(1)5A　(2)550W　(3)5.4×104J解析　(1)电动机是非纯电阻，不能用公式来求电路中的电流．R两端的电压为UR＝U－UM

8、＝160V－110V＝50V，I＝＝A＝5A.(2)P入＝UMI＝110×5W＝550W.(3)Q＝I2RMt＝5.4×104J【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5.有四盏灯，接入如图3所示的电路中，L1和L2都标有“200V　100W”字样，