电功电功率焦耳定律

第十八章 电功率 第一节 电能1、电功：定义：电流所做的功叫电功。

电功的符号是W 单位：焦耳（焦，J ）。

电功的常用单位是度，即千瓦时（kW ·h ）。

1kW ·h ＝3.6×106J 电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。

公式：①W=UIt U=W It I =W U t t =WU I②W=I 2Rt I 2=W R t I = W R t R = W I 2 t t = W I 2R③W=U 2Rt U 2= W R t U = W R t R =U 2 t W t =W R U 2④W=UQ U=W Q Q =WU ⑤ W=Pt P=W t t=WP公式中的物理量：W ——电能——焦耳（J ） U ——电压——伏特（V ） I ——电流——安培（A ） t ——时间——秒（s ） R ——电阻——欧姆（Ω） Q ——电荷量——库伦（C ） P ——功率——瓦特（W ）1、 电能表：测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。

下图是一种电能表的表盘。

表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，计数器的最后一位是小数，即1234.5 kW ·h 。

用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。

1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。

“220 V ”表示这个电能表的额定电压是220V ，应该在220V 的电路中使用。

“10（20 A ）”表示这个电能表的标定电流为10A ，额定最大电流为20 A 。

“50 Hz ”表示这个电能表在50 Hz 的交流电中使用；“600 revs/kW ·h ”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。

根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式： h 600revs/kW h1kW 电表转数消耗电耗⋅⋅=2、 串并联电路电功特点：① 在串联电路和并联电路中，电流所做的总功等于各用电器电功之和；② 串联电路中，各用电器的电功与其电阻成正比，即W 1W 2 =R 1R 2;③ 并联电路中，各用电器的电功与其电阻成反比，即W 1W 2 =R 2R 1（各支路通电时间都相同）。

焦耳定律三个公式焦耳定律是研究热学中的基本定律之一，描述了能量转换的原理。

它建立在能量守恒定律的基础上，指出了能量转化的过程中所涉及的物理量之间的关系。

焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

下面将详细介绍这三个公式。

1.功率公式：焦耳定律的功率公式描述了功率与电力和电流之间的关系。

它表示为P=IV，其中P为功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；V为电压，单位为伏特(V)。

这个公式表明，功率等于电流与电压的乘积。

功率可以理解为单位时间内能量的转移速度，或者说单位时间内对外界做功的速率。

根据焦耳定律，电流是电荷通过导体的速率，而电压则是电荷在导体上受到的驱动力。

因此，功率公式可以理解为电流通过导体时所受到的驱动力乘以电流的速率。

换句话说，功率等于电流通过导体时所产生的能量转移速度。

2.电功率公式：焦耳定律的电功率公式描述了电功率与电阻、电流和电压之间的关系。

它表示为P=I^2R，其中P为电功率，单位为瓦特(W)；I为电流，单位为安培(A)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。

电功率可以理解为单位时间内克服电阻所消耗的能量。

由于电流通过电阻时会产生电阻的热量，所以电功率可以看作是电阻产生热量的速率。

根据焦耳定律，电阻的热量与电流的平方成正比。

因此，电功率公式中的电流平方表明了电功率与电流的关系，而电阻则是电功率的比例因子。

3.电阻功率公式：焦耳定律的电阻功率公式描述了电阻功率与电阻和电压之间的关系。

它表示为P=V^2/R，其中P为电阻功率，单位为瓦特(W)；V为电压，单位为伏特(V)；R为电阻，单位为欧姆(Ω)。

电阻功率可以理解为单位时间内通过电阻消耗的能量。

根据焦耳定律，电阻消耗的能量与电流通过电阻时所产生的热量成正比，而产生热量的大小与电压的平方成正比。

因此，电阻功率公式中的电压平方表明了电阻功率与电压的关系，而电阻则是电阻功率的比例因子。

综上所述，焦耳定律的三个公式分别是功率公式、电功率公式和电阻功率公式。

浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。

焦耳定律是一个实验定律。

它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。

(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。

（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。

（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。

3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。

热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。

4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。

电功电功率和焦耳定律库仑定律（Coulomb's law）Electric work,electric power and Joule's law单位换算⑴1卡(Cal orie)=4.1858518焦耳(J)1焦耳(J)=0.23890000119卡(cal)⑵焦耳--卡路里：1千卡(KCAL)=4.184千焦耳(KJ)1千焦耳(KJ)=0.239千卡(KCAL)1卡=4.184焦耳1焦耳=0.2389卡⑶焦耳--瓦特：1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)⑷焦耳--牛顿米：1焦耳(J)=1牛顿×米(N·m)名词解释：电功（W）：电流所做的功称为电功（The work done by current is called electric work）单位是焦耳（J）。

电量（Q）：单位是库伦（C）。

1库伦=6.25x1018个电子所带的电量。

1个电子所带的电量为1.6x10-19C。

电量quantity of electricity。

电流（I）：单位是安培（A）。

1安培（1A）=1秒（1S）通过给定截面的总电量是1库伦（1C）。

Q=W/t（W单位焦耳J，t单位秒s）电压（U）：单位是伏特（V）。

移动单位电荷所需要的能量叫电压。

V=W/Q（W单位焦耳J，Q单位库伦C）。

电阻（R）：单位是欧姆（Ω）。

某材料两端若加有1伏特（1V）的电压，如果材料中流过的电流是1安培（1A），则该材料的电阻值为1欧姆（1Ω）R=U/R。

电导G=1/R（S）。

重要定理（10个）⑴（电路）基尔霍夫定律（Kirchhoff laws）基尔霍夫第一定律（KCL）又称基尔霍夫电流定律所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。

假设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。

§4.2电功电功率焦耳定律在我国，电力公司每个月都要向各个家庭收取一定的电费。

你知道收取电费是以什么为依据的？是依据各家使用电压的高低？电流的大小？还是其它的什么因素？你看到过我们家附近安装的一个与右图相似的电表吗？你知道这个电表测量的是什么吗？对了，它就是测量各个家庭消耗的电能的。

那么，你知道消耗的电能的多少与哪些因素有关呢？下面我们接着学习：o电功o电功率o焦耳定律电功电流通过白炽灯时，白炽灯发热发光，这是电能转化为热力学能；电流通过电风扇时，电风扇转动起来，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为机械能和热力学能；电流通过电解槽时，电解液会发生电解和化学变化，并伴随着温度升高的现象，这是电能转化为化学能和热力学能．以上这些电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量。

所谓电流做功,实质上是导体中的电场对自由电荷的静电力在做功。

自由电荷在静电力作用下做定向移动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加。

如果导体两端的电压为U，通过导体横截面的电荷量为q，如下图所示：根据上一章学习的静电场知识，可知电功W = qU = UI t在国际单位制（SI）中，电功的单位是J 。

在日常生活中，我们常用的电功的单位还有kW · h （千瓦·时），即“度”．1 度= 1 kW · h = 3.6 × 106 J电功率我们家中有很多电器，都会消耗电能，但它们消耗电能的快慢程度一般是不同的。

以电灯为例，不同的灯泡正常发光时明暗程度是不同的。

一般来说，同一类型的明亮的灯泡消耗电能快，暗淡的灯泡消耗电能慢。

如何来描写电器消耗电能的快慢程度呢？为了表示电流通过某段电路做功的快慢程度，我们用比值定义法定义一个新的物理量．电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率，通常用P表示．即一个100 W的灯泡，10 小时消耗 1 度电；一个40 W的灯泡，25 小时消耗 1 度电。