普通高中课程标准实验教科书物理选修1-1
1.6 电流的热效应
一、电功和电功率
W=qU
q=It
W=UIt
课程导入
1. 电功（W）
①.定义：在一段电路中电场力所做的功,也就是通常说的电流所做的功,简称电功.
②.公式：W=UIt
③.单位：J 或 kWh(度)
1 kWh=3.6×106J
课程内容
*注：额定功率表示的是用电器在正常工作时的功率，这时加在用电器两端的电压叫额定电压。
2. 电功率（P）
①. 定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率
②. 公式：P=W/t=UI
③. 单位：W 或 kW
④.物理意义：表示电流做功快慢的物理量
电功率大(即电流做功快)则电功就大吗？
想想他们有什么共同点？
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课程内容
二、电流的热效应
概念
1.电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。
思考？
产生的热量与哪些因素有关呢？
I(电流)、R (电阻) 、t (时间)
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课程内容
2.验证猜想
设计实验，采用控制变量法
物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法
实验（逐个验证）
（1）热量与电阻的关系
②电流I
③通电时间t
R甲>R乙
实验发现：
中的火柴棒先被点燃 。
结论：
大
R甲
③通电时间t
①电阻R
大
（2）热量与电流的关系
①电阻R
②电流I
长
（3）热量与时间的关系
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课程内容
3. 焦耳定律(Joule law)
①.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。
②. 公式：Q=I2Rt
③. 单位： J 或 kWh
电热
单位：I—安 R—欧
t—秒 Q—焦
伟大的发现：焦耳定律
1841年，由英国物理学家焦耳发现。它是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。

焦耳定律是一个实验定律，它是经过大量实验总结出来的，不是用电学公式推导出来的，它适用于所有电路中的发热计算。
4. 热功率(P热):
①.内容：导体在单位时间内发出的热量
②.公式：P热=Q/t=I2R
③. 单位： W 或 kW
从微观上讲，导体内的自由电子做定向移动时，与金属离子不断的碰撞，同时把一部分能量传给离子，使其运动加剧，导致导体发热
纯电阻电路:
如电炉、白炽灯等
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
UIt
=
I=U/R
M
非纯电阻电路:
如电解槽、电动机
电源等
电能 → 内能+其它形式的能
W
W - Q
Q
UIt
I2Rt
I＜U/R
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
＞
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
指转化为内能的那部分电能!
纯电阻电路:
非纯电阻电路:
I=U/R
电功 = 电热
：W=Q
= UIt
=I2Rt
=U2t/R
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
M
I＜U/R
电功：W= UIt
电热：Q=I2Rt
电功率：P=UI
热功率：P热=I2R
电功等于电热
电功大于电热
1.白炽灯泡的发光原理：利用电流的热效应，使通电的金属丝温度升高，达到白热，从而发光。
三、白炽灯
爱迪生的白炽灯
1879年，爱迪生在前人研究实践的基础上，制造了世界上第一批可供实用的炭丝白炽灯。他将一截棉线撒满炭粉，弯成马蹄形，装到陶土坩埚里高温加热做成灯丝，再把灯丝密封到玻璃泡里，细致地抽去里面的空气。在当年的10月21日，这个灯泡开始点亮，持续发光45个小时！
1909年，美国人柯里奇找到了性能极佳的灯丝材料———钨。钨有许多显著特点，它比其他任何一种金属元素的熔点都要高，并且它在受热时蒸发量较小，因此在用作灯丝的材料中，钨是再合适不过的。
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【例题1】：某一电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？
课堂练习
解：Q= I2Rt=12 × 2 × 60
=120J
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【例题2】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：
1 ）消耗的电能W。
2 ）产生的热量Q。
课堂练习
分析 已知：电动机 U=380V I=10A R=2 Ω t=1s
求： （ 1）W （2）Q
解：1 ） W＝UIt
＝380×10×1J
＝3800J
2 ） Q＝I2Rt
＝10 ×10 ×2 ×1J
＝200J
4.5A
1、规格为“220V，1000W”的电炉，求：
（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流
（2）电炉的电阻
48.9Ω
课堂训练
课堂训练
2.不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是（ ）
A.接在110 V的电路上时的功率为20 W
B.接在110 V的电路上时的功率为10 W
C.接在440 V的电路上时的功率为160W
D.接在220 V的电路上时的功率为40 W
BD
课堂训练
3. 一台直流电动机的额定电压为U，额定功率是P，电动机内电枢导线的电阻为R，那么它正常工作时的电流强度是（ ）
A、等于U／R B、等于P／U
C、大于U／R D、大于P／U
B
4、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ）
　A．P 　 B．U 2/ r 　　
C．P 2r /U 2 D．P – P 2r / U 2
非纯电阻电路中计算
电功率只能用P=UI，
热功率只能用P热=I2R
课堂训练
C
5. 有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，电压表的读数为110 V，求
（1）通过电动机的电流是多少？
（2）输入到电动机的电功率是多少？
（3）在电动机中发热的功率是多少？
（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？
课堂训练
5A 550W 15W 54000J
6. 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0.3V，电流为0.3A。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?
课堂训练
1 Ω 1.6w 0.96W
小结
电流的热效应
焦耳定律（重点一）
电流产生热量的其它表达式
电功与电热的关系（重点二）
热功率