【課件】電路中的能量轉(zhuǎn)化 課件-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化電功電能機(jī)械能電能內(nèi)能電流做功功是能量轉(zhuǎn)化的量度電流是如何做功的？靜電力對(duì)自由電荷做功大小如何？如圖，在一段電路中，電路兩端電壓為U，在t時(shí)間內(nèi)，定向移動(dòng)電荷量為q，則移動(dòng)電荷靜電力做多少功？若電路中的電流為I，又可以怎樣表示靜電力做功？靜電力做的功為：即：靜電力所做功等于這段電路兩端電壓、電路中電流、通電時(shí)間三者的乘積．問題：（3）單位：國(guó)際單位制：焦耳簡(jiǎn)稱焦（J）

常用單位有：千瓦時(shí)（kW·h）.日常生活中稱“度”

1kW·h＝3.6×106J（1）定義：在一段電路中靜電力所做的功,也就是通常所說(shuō)的電流所做的功,簡(jiǎn)稱為電功．（2）表達(dá)式：

（任何電路）（4）物理意義：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度。1．電功一、電功和電功率2．電功率（4）物理意義：表示電流做功的快慢．（3）單位：國(guó)際單位制：瓦（W），

常用單位：千瓦（kW）．1kW=103W電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間的比值（2）表達(dá)式：

（任何電路）

（比值定義法）W=UItP=UI（1）定義：一、電功和電功率不同用電器做功的快慢不同，如何描述電流做功的快慢？幾種常見家用電器的額定功率用電路29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺(tái)燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60一、電功和電功率額定功率:用電器在額定電壓下的功率（銘牌上標(biāo)出的功率）實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下的功率額定電壓:用電器正常工作時(shí)電壓（銘牌上標(biāo)出的電壓）一、電功和電功率注:防止用電器燒毀，實(shí)際功率不能大于額定功率。

電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?問題：實(shí)驗(yàn)：英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，并得出結(jié)論：導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間有關(guān)。英國(guó)著名物理學(xué)家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳理論：W=UItU=IR

Q＝I2Rt1．內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R

和通電時(shí)間t

三者的乘積．2．表達(dá)式：Q＝I2Rt.3．熱功率：①單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱量叫做熱功率．②熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I的二次方與導(dǎo)體電阻R

的乘積．焦耳定律的微觀解釋

電流通過導(dǎo)體時(shí)，做定向移動(dòng)的自由電子要頻繁地跟金屬正離子碰撞，由于這種碰撞，電子在電場(chǎng)力的作用下獲得的動(dòng)能，不斷傳遞給金屬正離子，使金屬正離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，于是通電導(dǎo)體的內(nèi)能增加，溫度升高。

二、焦耳定律

消耗電能和產(chǎn)生熱量相等嗎？電路消耗的電能（電流做的總功）電功W=UIt電路產(chǎn)生的熱量（轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能）電熱（焦耳定律）Q＝I2Rt三、電路中的能量轉(zhuǎn)換純電阻非純電阻將電能全都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路元件電能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能還部分轉(zhuǎn)化為其它形式能量的元件全都由純電阻元件組成的電路稱為純電阻電路有非純電阻元件的電路稱為非純電阻電路如：白熾燈、電熱絲、被卡住的電動(dòng)機(jī)等如：電動(dòng)機(jī)，電解槽等W電=Q熱W電＞Q熱三、電路中的能量轉(zhuǎn)換(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)消耗的總功率(2)熱功率：線圈上電阻的發(fā)熱功率P入＝UIP熱＝I2rP出＝P入-P熱=IU－I2r(3)輸出功率：電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，也稱機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)（非純電阻元件）的“三個(gè)功率和效率”(4)電動(dòng)機(jī)的效率：三、電路中的能量轉(zhuǎn)換典型考點(diǎn)一電功和電熱1．下列關(guān)于電功的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A．導(dǎo)體內(nèi)靜電力移送電荷所做的功叫作電功B．電流做功的過程，就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程C．電流做功消耗的能量，由電源供給D．電功就是電能解析根據(jù)電功的定義及特點(diǎn)，可以判斷A、B、C均正確；電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D錯(cuò)誤。本題選說(shuō)法錯(cuò)誤的，故選D。答案解析2．關(guān)于電功W和電熱Q的說(shuō)法正確的是(

)A．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何電路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在純電阻電路中才成立D．W＝UIt在任何電路中都成立，Q＝I2Rt只在純電阻電路中成立解析W＝UIt、Q＝I2Rt適用一切電路，在純電阻電路中W＝Q，在非純電阻電路中W＞Q，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案解析答案解析4．兩盞額定功率相同的燈泡A和B，其額定電壓UA>UB，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．兩燈正常發(fā)光時(shí)，燈泡的電流IA>IBB．兩燈電阻RA<RBC．將兩燈串聯(lián)后接入電路中發(fā)光時(shí)，燈泡的功率PA<PBD．將兩燈并聯(lián)后接入電路中發(fā)光時(shí)，燈泡的功率PA′<PB′答案解析典型考點(diǎn)三純電阻電路中的功率計(jì)算5．三只阻值相同的燈泡，其允許消耗的最大功率都是10W，現(xiàn)將其中的兩只燈泡串聯(lián)起來(lái)后再與第三只燈泡并聯(lián)接在電路中，如圖所示，則整個(gè)電路允許消耗的最大功率為(

)A．30W B．20WC．15W D．10W答案解析答案解析答案解析由題圖可知，在充電時(shí)，通過充電寶的電流也是I，但其電阻未知，所以充電寶的發(fā)熱功率無(wú)法求出