第 5 节、焦耳定律新课教学过程一进行新课:1.电功和电功率(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
在第一章里我们学过电场力对电荷的功,若电荷 q 在电场力作用下从 A 搬至 B,AB 两点间电势差为 UAB,则电场力做功 W=qUAB
对于一段导体而言,两端电势差为 U,把电荷 q 从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且 q=It,(在时间间隔 t 内搬运的电量为 q,则通过导体截面电量为 q,I=q/t),所以 W=qU=IUt
这就是电路中电场力做功即电功的表达式
表达式:W = Iut ①【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
单位:焦耳(J)
1J=1V·A·s(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)②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 单位:为瓦特(W)
1W=1J/s④ 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
这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电