Unit2　恒定电流
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来这是为什么?
假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。
a、电流流过电炉

b、电流流过电解槽

c、电流流过电风扇
→电能转化为热能。
→电能转化为化学能和热能
→电能转化为机械能和热能
电能转化为其它形式的能 电流做功
1、纯电阻电路
2、非纯电阻电路
W=qU
q=It
W=UIt
恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。
适用于任何用电器。
提高认识：（1）电流做功的本质是静电力做功；（2）根据静电场的电势差的定义式推出电流做功的表达式。
2、度量方式：电势能减小量在数值上等于电功。
5、单位： J kWh
1、物理意义：量度电能转化为其它形式的能的多少。
3、计算公式：
4、标量
2、度量方式：
1、物理意义：反映电流（静电力）做功的快慢程度。
4、单位： W kW
3、标量：标量
2、理论和实验依据：
1、研究内容：
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关系。
（1）焦耳最早通过实验证明。
（2）理论推导。
3、内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
表达式
4、适用条件：任何用电器。
例1.要使“110V，40W”、“110V，100W”的两种灯泡接在220V的电路中都能正常发光，选择哪个电路；哪个最省电？
可以
可以
正常发光：达到额定电压、额定电流
省电

例2.一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗的功率是66W。求：（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流强度。（2）电风扇正常工作时转化为机械能和内能的功率，电机的效率。（3）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率。
分清输入电功率、消耗热功率、输出机械功率及它们之间的守恒关系是关键
电热
1. 电功W
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.
公式：W=UIt
单位：J
2. 电功率P
定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率
公式：P==W/t=UI
单位：W
kW
kWh
1kWh=3.6×106J
小结：电功和电功率、电热和热功率
3. 焦耳定律
内容：电流通过某导体，在时间t内产生的热量, 跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
公式：Q=I2Rt
公式：P热=Q/t=I2R
单位：W kW
4. 热功率：P热
导体在单位时间内发出的热量
A组能力训练题1
1. 用电器两端电压220V，这意味着 ( )
A. 1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J
B. 1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量
C. 1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W
D. 1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J
D
A组能力训练题2
2.关于电功，下列说法中正确的有 ( )
A.电功的实质是电场力所做的功
B.电功是电能转化为内能的量度
C.电场力做功是电能转化成其他形式能量的量度
D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
AC
A组能力训练题3
3. 一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变化)，则有
( )
A.灯泡的实际功率为50W
B.灯泡的实际功率为25W
C.通过灯泡的电流为额定电流的1/2
D.通过灯泡的电流为额定电流的1/4
B C
A组能力训练题4
4.下图电路中，电灯L1、L2都标有“220V,100W”; 电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是　 (　 )
A．L1 B．L2
C．L3 D．L4
C
A组能力训练题5
5.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，可以断定 ( )
A. P甲>P乙
B. P甲 C. P甲=P乙
D.无法确定
C
A组能力训练题6
6. 输电线总电阻为r，输送的电功率是P，送电电压为U，则用户得到的功率为 ( )
B
A组能力训练题7
7.一台直流电动机线圈电阻r =1Ω，与一阻值R=10Ω的电阻串联，当所加电压U=150V，电动机正常工作时电压表示数100V，求电动机消耗的功率及输出的机械功率。
电阻R两端的电压为
UR=U-UM= 50V，
通过R的电流是
I=UR/R=5A
电动机消耗的功率为
P=IUM=5×100=500W
P热=I2r =25W
P机=P-P热=500-25=475W
解：
A组能力训练题8
7.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：
（1）电动机正常工作时的输出功率 ；
（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
（1）电动机不转时为纯电阻电路，
r=U1/I1=0.5Ω
电动机正常工作时，
P电=I2U2=1×2=2W
电动机的热功率为
P热=I22r=12×0.5=0.5W
电动机所做机械功的功率
P机= P机-P热=1.5W
（2）转子突然被卡住，电动机的发热功率为
P热=U22/r=22/0.5=8W
解：
B组能力训练题1
1. A、B、C三个灯泡如图所示的方式连接时, 各自消耗的实际功率相同，则RA:RB:RC为 ( 　)
A.1:1:1 B.1:2:2
C.2:1:1 D.1:4:4
B、C两个灯泡并联，UB=UC，
解：
B、C两个灯消耗的实际功率相同，则由
P=U2/R，RB=RC，
IA=2IB=2IC，
则由P=I2R，
RA:RB:RC =1:4:4
D
B组能力训练题2
2.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通电后（ ）
A.经R1和R3的电流之比I1:I3=3:1
B.R1两端的电压和R3两端的电压之比U1:U3=4:9
C.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:1:2
D.三个电阻消耗的电功率之比P1:P2:P3=2:2:1
AD
B组能力训练题3
3. 两个电阻，R1=8Ω，R2=2Ω, 并联在电路中。欲使这两个电阻消耗的电功率相等，可行的办法是（ ）
A．用一个阻值为2Ω的电阻与R2串联
B．用一个阻值为6Ω的电阻与R2串联
C．用一个阻值为6Ω的电阻与R1串联
D．用一个阻值为2Ω的电阻与R1串联
A
B组能力训练题4
4.电阻R1=8Ω，R2=2Ω。如图甲电路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑动变阻器阻值为_______，如图乙电路中要使R1、R2消耗的功率相等，滑动变阻器阻值为_______。
8Ω
2Ω
B组能力训练题5
（2007年海南卷5）
5.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36W与36V。若把此灯泡接到输出电压为18V的电源两端，则灯泡消耗的电功率 （ ）
A. 等于36W 　　 B. 小于36W，大于9 W
C. 等于9W 　　 D. 小于36W
解：设灯泡接U=36V电压和U′=18V电压时的电阻分别为R、R′,电压减小，灯丝温度降低 ,电阻减小， R >R′。
B
B组能力训练题6
6、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。
P电= P热+ P机
其中机械功率：
P机=mgv=50×10×0.9=450瓦
电功率：
P电=UI=110×5=550瓦
∴P热=P电-P机=550-450=100瓦
∵P热=I2R=100瓦
电动机线圈的电阻为4Ω。
解：
∴R=4Ω
B组能力训练题7
7.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关,手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于60℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1＝R2＝500Ω，计算加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计。
（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程 （包括加热和保温的过程）。
（2）简要回答，如果不闭合
开关S1,电饭煲能将饭煮熟吗？
（3）计算加热和保温两种状
态下,电饭煲的消耗功率之比。
由于电饭煲散热，待温度下降至60℃时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待温度上升到80℃时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。
解：
（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯被短路红灯亮，电饭煲处于加热状态，
加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。
（3）加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率为
从而有
如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到60℃ ，S2自动闭合。温度只能在60℃—80℃之间变化,不能把水烧开，不能煮熟饭。
（2）如果不闭合开关S1, 电饭煲不能将饭煮熟
定两只标有“110 V 40 W”的灯泡L1和标有“110 V 100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在图2－5－3所示的几种接法中，最合理的是(　　)
【思路点拨】　该题所谓的最合理就是既能使两个灯泡正常发光，又能使滑动变阻器消耗的功率最小，此时电路中的电流应该最小．
【精讲精析】　由L1(110 V,40 W)，L2(110 V,100 W)，可知R1>R2，由串、并联电流电压特点可知A、D中L1、L2一定不会同时正常发光，虽然B、C能使L1、L2同时正常发光，但B中P总＝2(P1＋P2)，C中P总＝2P2，所以选C.
【答案】　C
【题后反思】　求解这类问题，首先要明确电路中各元件之间的连接关系，再利用串、并联电路的一些性质和功率分配关系．求出各元件消耗的功率．电路中消耗的总功率等于各元件消耗的功率之和．
变式训练1　如图2－5－4所示，R1和R2都是“4 W,100 Ω”的电阻，R3是“1 W,100 Ω”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是______W.
答案：6
在研究微型电动机的性能时，可采用如图2－5－5所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．
【思路点拨】　解答本题应把握以下两点：
(1)电动机不转时相当于纯电阻，由欧姆定律求线圈电阻．
(2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出功率．
【答案】　22.0 W　2 Ω
【规律总结】　对于纯电阻电路和非纯电阻电路应从能量转化的角度区分，而不能简单地认为只要是电动机的电路就是非纯电阻电路．当电动机不转动时，消耗的电能全部转化为内能，此时它就是一个纯电阻．当电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，此时电路才是非纯电阻电路．
变式训练2　如图2－5－6所示，电路电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．
答案：210 W
思考：
我们知道白炽灯是纯电阻器件，但是我们日常生活中的的确确看到白炽灯发出光。这不是矛盾吗？
其工作原理是：电流通过灯丝（钨丝，熔点达3000℃以上）时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就发出光芒。
　　从能量的转换角度看，电灯发光时，大量的电能将转化为热能，只有极少一部分可以转化为有用的光能。
目前在所有日常生活的用电照明灯具中，白炽灯的效率是最低的，白炽灯会把消耗能量中的大部分（超过90%）转化成无用的热能，只少于10%的能量会成为光能。
2011年8月，发改委公布《中国淘汰白炽灯路线图（征求意见稿）》，从2016年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。