高中物理知识点（三）

焦耳定律

1、电功

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。

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。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键表达式：
W = Iut   

 

【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流

2、电功率

①定义：单位时间内电流所做的功
②表达式：
P=W/t=UI
（对任何电路都适用）
上式表明：电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
③额定功率和实际功率
额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率
P实=IU，U、I
分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

3、 焦耳定律：

电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比公式：Q=I2Rt
说明：a.(1)式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的。
b.(1)式中各量的单位.

4、 电功和电热的关系:

设问: 电流通过电路时要做功,同时,一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?

（1）、纯电阻电路.
电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.
电功即电流所做的功:
W=UIt.
电热即电流通过电阻所产生的热量:
Q=I2Rt
由部分电路欧姆定律:
U=IR
W=UIt=I2Rt=Q
表明: 在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能
电功表达式:
W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t
电功率的表达式:
P=UI=I2R=U2/R

电灯L和电动机M的串联电路中,电能各转化成什么能?

电流通过电灯L时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能.
电流通过电动机M时
电功即电流所做的功(电动消耗的电能):
W=UIt
电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量:
Q=I2Rt
W(=UIt)=机械能+Q(=I2Rt)
表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt,
电热仍等于I2Rt.

但电功不再等于电热而是大于电热了.
UIt＞I2Rt
      电功表达式:
W=UIt≠Q=I2Rt
电功率表达式:
P=UI≠I2R
发热功率表达式:
P=I2R≠UI

5、应用欧姆定律须注意对应性。

（1）选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。

（2）公式选取的灵活性。
①计算电流，除了用外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2
②计算电压，除了用U=IR外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U2
③计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2

对纯电阻，电功率的计算有多种方法：
P=UI=I2R
    以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。