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第3节：焦耳定律一、电能电功和电功率二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟导体的成正比，跟通电时间成。
2．公式：Q＝。
3．单位：焦耳，简称焦，符号J。
4．微观解释：导体中的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断，碰撞时把一部分动能传递给离子，使离子热运动加剧，导致导体。
三、身边的电热1．电热水器、电饭锅等家用电器是利用了电流的热效应，其电阻丝都是由电阻率的材料制成的。
2．电焊是在焊接的金属接触面上通过，利用接触电阻产生的得到适合焊接的高温，从而对接触面进行焊接的一种方法。
3．插头和插座之间、电线连接处如果接触不良，都会产生大电阻，容易，甚至迸出火花。
4．电视机和显示器的后盖有很多孔，计算机的CPU要安装散热片及风扇，都是为了散热。
1．自主思考——判一判(1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位。
1 kW·h＝3.6×106 J。
()(2)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越小。
()(3)电功率越大，电流做功一定越快。
()(4)W＝UIt可以计算任何电路的电功。
()(5)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量。
()(6)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。
()2．合作探究——议一议(1)电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？(2)用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？(3)在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？1．对电功的理解(1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。
(2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。
(3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。
2．对电功率的理解(1)电功率P＝Wt＝UI对任何电路都适用。
焦耳定律的工作原理焦耳定律是热力学中的一条重要定律，描述了热量转化为功的关系。
它由英国物理学家詹姆斯·焦耳在19世纪提出，被广泛应用于能量转换和能量守恒定律的研究中。
焦耳定律在工程和科学领域中具有重要的应用价值。
下面将详细介绍焦耳定律的工作原理。
1. 焦耳定律的基本概念- 焦耳定律是描述能量转换的定律之一，被广泛应用于热机和发电站等能源转换系统中。
- 焦耳定律基于能量守恒定律，提供了热量和功之间的定量关系。
2. 焦耳定律的表达方式- 焦耳定律可以用公式表示为Q = W + ΔU，其中Q表示吸收或放出的热量，W表示对外做的功，ΔU表示内能的变化。
- 当系统吸收热量时，Q为正值；当系统释放热量时，Q为负值。
同样，当系统对外做功时，W为正值；当外界对系统做功时，W为负值。
- 内能的变化ΔU是指系统内部粒子的能量变化，例如分子的振动、转动和电子的能级变化等。
3. 焦耳定律的工作原理- 焦耳定律基于热机的功能原理。
热机根据焦耳定律将热能转化为机械能，实现能量的转换与利用。
- 热机通常由热源、工作物体、工作物质和冷源四个部分组成。
- 热源提供高温热量，工作物体吸收部分高温热量并将其转化为功，工作物质作为传递热量的媒介，冷源吸收剩余的热量。
- 热机工作过程中，热量从热源流向工作物体，提供了对外做功所需要的能量，并且释放剩余的热量给冷源。
- 焦耳定律描述了这个过程中热量、功和内能的关系，实现了能量的转化和守恒。
4. 焦耳定律的应用- 焦耳定律被广泛应用于各种能量转换和利用的系统中，如发电站、汽车发动机等。
- 在发电站中，焦耳定律描述了燃料的燃烧释放热量，热能通过蒸汽或气体驱动汽轮机产生功，最终转化为电能。
- 在汽车发动机中，焦耳定律描述了燃料的燃烧释放热量，进而推动活塞运动，通过连杆和曲轴传递功，最终将化学能转化为机械能驱动汽车运动。
- 焦耳定律的应用使得能量转换和能量守恒变得可行和可控，推动了能源技术的发展和优化。
第3节焦耳定律学习目标知识脉络1．理解电功、电功率的概念、计算公式．（重点）2．掌握焦耳定律并会用公式Q＝I2Rt计算电热．(重点）3．能识别纯电阻电路与非纯电阻电路,掌握电功率和热功率的区别和联系．(重点，难点）电能错误!电功和电功率电功电功率概念电场力对定向移动的自由电荷所做的功单位时间内电流所做的功公式W＝qU＝UIt P＝错误!＝UI单位焦耳，符号J瓦特，简称瓦，符号W 物理意义描述电能转化为其他形式的能的多少描述电流做功的快慢错误!1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能．(√)2．电流通过用电器时，电流做的功越多,说明用电器的电功率越大．(×）3．电功率越大，电流做功一定越快．(√)[后思考］家庭用电用“度”做单位，度是电功的单位，还是电功率的单位？【提示】度是电功的单位.1度＝1 kW·h＝3。
6×106 J.错误!把一根大头针插在一小块硬纸片上,用浆糊把纸贴在台灯的灯泡上，使大头针的针尖朝上．然后用3张纸条做一小风车，把风车放在针尖上．打开台灯，过一会发现，风车转动起来：图3.3-1探讨1：这一过程,电流做功吗？【提示】做功．探讨2：风车为什么转动？【提示】电流通过灯丝做功，把电能转化为内能．周边空气温度升高，形成对流,风车转动起来．错误!1．对电功的理解(1）从力的角度看,电流做功的实质是电场力对自由电荷做功．(2）从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少．(3）电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用．2．对电功率的理解（1)电功率P＝错误!＝UI对任何电路都适用．（2)额定功率和实际功率①额定功率:用电器正常工作所消耗的功率；②实际功率：用电器在实际电压下电流做功的功率．1．一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C 的电荷量时,有330 J的电能转化为内能，则下列说法错误的是()A．电阻两端所加电压为330 VB．通过电阻的电流为1 AC．电阻通电时间为3 sD．这个电阻的阻值为110 Ω【解析】由W＝qU知,电阻两端所加电压U＝错误!＝110 V，A错；由P＝IU得I＝错误!＝1 A，B对；由W＝Pt得通电时间t＝错误!＝3 s或t＝错误!＝错误!s＝3 s，C对；由R＝错误!，得R＝110 Ω,D对．【答案】 A2．一台国产XQB30。
