121電路中的能量轉(zhuǎn)化課件高二上學(xué)期物理人教版

12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化1.對(duì)下列電器通電時(shí)，都存在能量的轉(zhuǎn)化，是什么能量之間的轉(zhuǎn)化？2.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，是誰(shuí)做功導(dǎo)致了電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能？功能關(guān)系：電流做功（電場(chǎng)力）做功的過(guò)程，電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過(guò)程，電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式能。一、電流做功的實(shí)質(zhì)電流做功的實(shí)質(zhì)是，導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力在做功。自由電荷在靜電力的作用下做定向移動(dòng)，電荷的電勢(shì)能減少，其他形式的能增加。意義：電流做功的過(guò)程是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，即電功是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度。在靜電學(xué)中，我們?cè)鯓佑?jì)算電場(chǎng)力做功？如圖很小一段電路，電荷從左向右定向移動(dòng)，所用時(shí)間為t，兩端的電壓為U，電路的電流為I，求這個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做的功。推導(dǎo)：電場(chǎng)力做功W＝qU

在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)這段電路任一橫截的電荷量q=It

即：W＝UIt

二、電功和電功率二、電功和電功率1電功①定義：在一段電路中電場(chǎng)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公式：W=UIt（適用于一切電路）電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓、電路中的電流、通電時(shí)間三者的乘積．③單位：焦耳（J）；千瓦時(shí)（Kw·h）1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J電場(chǎng)力做的功就是消耗的電能二、電功和電功率2電功率①定義：電流所做的功與通電時(shí)間之比。②公式：（適用于一切電路）③單位：在國(guó)際單位制中是瓦（W）；常用單位還有毫瓦（mW），千瓦（kW）。1kW＝103W＝106mW④物理意義：描述電流做功的快慢P=UIW=UIt

二、電功和電功率3額定功率和實(shí)際功率①用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率，即用電器兩端加上額定電壓時(shí)的功率（也是用電器長(zhǎng)期工作的最大功率）②用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是實(shí)際功率。通常情況下P實(shí)≤P額，電器只有在額定電壓下工作時(shí)，實(shí)際功率才等于額定功率。例1∶一根電阻絲在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)2C的電量時(shí)，消耗電能是8J。則該電阻絲在t時(shí)間內(nèi)電流所做的功W和該電阻絲兩端所加電壓U分別為（）A.W=8JB.W=16JC.U=4VD.U=8V小試牛刀AC電流所做的功等于消耗的電能，即W=8J；根據(jù)W=qU，代入數(shù)據(jù)得U=4V。全部將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，沒有轉(zhuǎn)化其他能量。三、焦耳定律這些用電器消耗電能的方式主要是依靠電阻把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象，稱為電流的熱效應(yīng)。若想求解用電器在導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生了多少熱量，該如何計(jì)算？三、焦耳定律電熱量（電熱）等于電功：Q=WW=IUt電功：歐姆定律：U=IRQ=I2Rt純電阻：全部將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，沒有轉(zhuǎn)化其他能量。電功和電熱的對(duì)比1.電功和電功率 W＝UIt

是電功的計(jì)算式，P＝UI

是電功率的計(jì)算式，適用于任何電路。2.電熱和熱功率 Q＝I2Rt

是電熱的計(jì)算式，P熱＝I2R

是熱功率的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路產(chǎn)生的電熱和熱功率。一切電流做功的功率電流發(fā)熱的功率純電阻電路：只含有電阻的電路，如電爐、電烙鐵、白熾燈等。純電阻電路的特點(diǎn)：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。四、電路中的能量轉(zhuǎn)化四、電路中的能量轉(zhuǎn)化用電器的電能完全轉(zhuǎn)化成內(nèi)能時(shí)，但在實(shí)際電路中，除了電阻以外還有其他負(fù)載，這些用電器的能量轉(zhuǎn)化又是如何呢？

(1)電吹風(fēng)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為什么能？答案：電吹風(fēng)工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能.非純電阻電路

如圖，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接上電源后，會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，這里涉及哪些功率?功率間的關(guān)系又如何?①能量變化：電能W

轉(zhuǎn)化+內(nèi)能Q

機(jī)械能（損失的能量）P電=P機(jī)+P損②功率變化：P損=P熱P電=P機(jī)+P熱常見非純電阻電路：含有電動(dòng)機(jī)的電路純電阻電路非純電阻電路能量轉(zhuǎn)化情況

電功和電熱的關(guān)系電功率和熱功率的關(guān)系歐姆定律是否成立W＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他P＝P熱＋P其他即IU＝I2R＋P其他不成立U>IRU=IR+U其他四、純電阻和非純電阻實(shí)例研究：直流電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)總電能：W=UIt總功率：P=UI發(fā)熱Q=I2RtP熱=I2R電能電流做功內(nèi)能+機(jī)械能五、應(yīng)用一：測(cè)量電動(dòng)機(jī)的輸出功率輸出功率為機(jī)械功率：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率:實(shí)例研究：直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí):等效為電阻.探究：高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)由于發(fā)生機(jī)械故障，突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，可能會(huì)發(fā)生什么情況？無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的功率之和?！九幸慌小肯铝姓f(shuō)法是否正確？(1)電熱Q＝I2Rt可以用來(lái)計(jì)算所有含有電阻的電路中產(chǎn)生的焦耳熱。(2)根據(jù)電功的公式和歐姆定律可以推導(dǎo)出電熱的公式，因此電功和電熱是完全相同的。(3)Q＝I2Rt適用于任何電路求焦耳熱。五、應(yīng)用二：電路設(shè)計(jì)探究：兩個(gè)大燈泡，A燈：110V、40W，；B燈：110V、100W怎樣連接到220V的照明電路中去，才能正常發(fā)光？【例2】

額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W，PB＝40W的兩盞電燈，若接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是(

)C【針對(duì)訓(xùn)練2】

如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則R1∶R2∶R3是(

)A.1∶1∶1 B.4∶1∶1C.1∶4∶4 D.