【物理】2010-2011学年同步学案(人教选修3-1):第2章 恒定电流 第5-6节 焦耳定律 电阻定律 人教版
【物理】2010-2011学年同步学案(人教选修3-1):第2章 恒定电流 第5-6节 焦耳定律 电阻定律 人教版第2页

电功与电热的比较 电功实质是静电力移动电荷做的功,W=qU=UIt 电热是由于电流的热效应,电流通过导体发热,Q=I2Rt 电功与电热

的联系与区别 纯电阻电路中,

U=IR,UIt=I2Rt=U2t/R

电功等于电热 非纯电阻电路中电流通过导体时,不仅发热,而且还能做功、电解、形成磁场等等.在非纯电阻电路中电功大于电热,即W>Q,UIt>I2Rt 电功率与电热

功率的关系 纯电阻电路中,

P=UI=I2R= 非纯电阻电路中UI>I2R,t既不能表示电功,也不能表示电热   

  

  一、电功的计算

  【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

  答案 D

  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

  二、电功和电热的区别

  【例2】 一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3 V,电流为0.3 A.松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作.求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?

  答案 1.6 W 0.96 W

  解析 电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:

  r== Ω=1 Ω

  电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,

  其输入的电功率为:P入=I1U1=0.8×2 W=1.6 W

  电动机的机械功率

  P机=P入-Ir=1.6 W-0.82×1 W=0.96 W