第3节 焦耳定律
[学习目标] 1.知道电功的概念，掌握电功和电功率的计算。(物理观念)2.知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热。(科学思维)3.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际，区分电功和电热。(科学思维)
一、电能
电功和电功率的比较
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电功
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电功率
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概念
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电场力对定向移动的自由电荷所做的功
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单位时间内电流所做的功
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公式
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W＝qU＝UIt
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P＝＝UI
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单位
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焦耳，符号J
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瓦特，简称瓦，符号W
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物理意义
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描述电能转化为其他形式的能的多少
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描述电流做功的快慢
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二、焦耳定律
1．内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
2．公式：Q＝I2Rt。
3．单位：焦耳，简称焦，符号J。
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较大的材料制成的。
2．电焊是在焊接的金属接触面上通过电流，利用接触电阻产生的热量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，容易发热，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．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)千瓦时(kW·h)是电功的常用单位。1 kW·h＝3.6×106 J。 (√)
(2)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。 (√)
(3)电功率越大，电流做功一定越快。 (√)
(4)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。 (×)
[提示] 只有纯电阻电路中W＝Q。
2．(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是( )
A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解
B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W不一定等于Q
C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热
D．电功的另一表达式W＝t适用于任何电路
AB [任何电路的热功以及焦耳热的求解都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B正确；在非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝t只适用于纯电阻电路，D错误。]
3．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为 ( )
A．1∶1 B．2∶1
C．4∶1 D．8∶1
D [已知两个电阻的阻值之比是2∶1，通过的电流之比是2∶1，则相等时间内产生的热量之比＝\s\up1(21＝×＝，故D正确。]
电功和电功率 电热和热功率
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＝＝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。
