5 焦耳定律
答案:(1)恒定电场 (2)静电力 (3)UIt (4)焦耳 (5)千瓦时 (6)单位时间 (7)IU (8)瓦 (9)内能 (10)电流 (11)电阻 (12)通电时间 (13)I2Rt (14)单位时间 (15)I2R (16)瓦
1.电功
(1)定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。用W表示。
(2)实质:是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
(3)公式:W=qU=UIt,即电流在一段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
(4)单位:国际单位是焦耳,简称焦,符号是J。常用的单位是千瓦·时,亦称为"度"。符号是"kW·h",1 kW·h=1 000 W×3 600 s=3.6×106 J。
谈重点 ①电功W=qU=UIt,适用于任何电路。②在纯电阻电路中,由于I=U/R,所以W=I2R·t=·t。
【例1】一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J。若在相同的时间内通过4 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )
A.4 V,16 J B.8 V,16 J C.4 V,32 J D.8 V,32 J
解析:利用W=qU可求出电压U1,再由I==可以求出U2,然后利用W=qU求W2
设电阻丝电阻为R,开始所加电压U1,则W1=q1U1
即8=2U1,故U1=4 V
设后来所加电压为U2,产生的热量为W2,则
I2==①
又I1==②
由①②得U2=U1=×4 V=8 V
W2=q2U2=4×8 J=32 J。
答案:D
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。