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

12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化回顧生活中用過(guò)的用電器，說(shuō)明用電器將電能轉(zhuǎn)化成怎樣的能量？電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能思考：用電器工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能。是什么力做功？功是能轉(zhuǎn)化的量度，做功過(guò)程伴隨著能量變化。截取導(dǎo)線中一小部分研究：電子在電場(chǎng)力的作用下由E向D移動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電勢(shì)能減少，其他形式能增加。電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功，也稱電流做功，簡(jiǎn)稱電功電場(chǎng)力做功：

W=qU

一、電功電荷量：

q=ItW=UIt（適用：任何電路）單位：焦耳

（J）常用單位有：千瓦時(shí)（kW·h）

俗稱“度”

1kW·h＝3.6×106J快燉和慢燉，這兩個(gè)檔位的本質(zhì)區(qū)別是什么呢？同學(xué)說(shuō)兩個(gè)檔位的電功不同，這種說(shuō)法正確嗎？P=UIW=UIt二、電功率單位：國(guó)際單位制：瓦（W）常用單位：千瓦（kW）物理意義：電流做功的快慢．①電器銘牌上的功率是額定功率（也是用電器長(zhǎng)期工作的最大功率）②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，用電器只有在額定電壓下工作時(shí)，才有實(shí)際功率等于額定功率。在金屬導(dǎo)體中，加速運(yùn)動(dòng)的自由電子頻繁地與固定粒子碰撞，使粒子熱運(yùn)動(dòng)加劇，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能三、電熱電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量.焦耳

用實(shí)驗(yàn)直接得到導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流、電阻、時(shí)間的關(guān)系焦耳定律（電熱公式）:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。熱功率：Q=I2RtP熱＝I2R左面三個(gè)用電器和右面兩個(gè)用電器有什么區(qū)別？都主要轉(zhuǎn)化為哪些能？電功和電熱是相同的概念嗎？電能=內(nèi)能+機(jī)械能電能=內(nèi)能電功率=熱功率電功率>熱功率純電阻電路非純電阻電路一、純電阻電路U=IR純電阻電路滿足歐姆定律:電功W

=電熱功Q電功率=熱功率二、非純電阻電路電功=其它能量+電熱W電

=IUtW（其它形式能）電功>電熱不滿足歐姆定律(1)

輸入功率（總的電功率）：(2)

熱功率（電阻的發(fā)熱功率）：P入＝UIP熱＝I2rP出＝P入－P熱(3)

輸出功率（機(jī)械功率）：電動(dòng)機(jī)（非純電阻元件）(4)電動(dòng)機(jī)的效率：η=X

100%(1)電功率越大，表示電流做功越多．(

)(2)電功W＝UIt可以用來(lái)計(jì)算所有電路中電流所做的功．(

)(3)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．(

)(4)電動(dòng)機(jī)消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分轉(zhuǎn)化為線圈內(nèi)阻上的電熱．(

)(5)焦耳定律的表達(dá)式為Q＝I2Rt，此式適用于任何電路．(

)(6)三個(gè)公式P＝UI、P＝I2R、P＝R(U2)沒(méi)有任何區(qū)別，它們表達(dá)相同的意義，所以三式中P都是電功率．(

)【例1】(多選)對(duì)電功及焦耳定律公式的理解正確的是(

)A．焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解B．電功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都適合于任何電路，因此W一定等于QC．非純電阻電路中的電功可能等于焦耳熱D．電功的另一表達(dá)式W＝U2t/R只適用于純電阻電路【例2】如圖所示，一幢居民樓里住著生活需求各不相同的24戶居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電風(fēng)扇等．停電時(shí)，用歐姆表測(cè)得A、B間電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)使用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I，則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式：【例3】

下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是(

)A.電流做功越快，電功率越大，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B.在非純電阻電路中，UI>I2RC.電功W＝UIt只在純電阻電路中適用D.電熱Q＝I2Rt只在純電阻電路中適用【例4】

定值電阻R1、R2、R3的阻值均為2Ω，在電路中允許消耗的電功率的最大值分別為10W、10W、2W，現(xiàn)將這三個(gè)電阻按照如圖所示的方式連接，則這部分電路消耗的電功率的最大值為(

)【例5】有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A；把它接入2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A.(1)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率；(3)正常工作時(shí)，被卡住，發(fā)熱功率為？【例6】小型直流電動(dòng)機(jī)(其線圈內(nèi)阻為r＝1Ω)與規(guī)格為“4V

4W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R＝5Ω的電阻串聯(lián)，然后接至U＝12V的電源上，如圖所示，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，求：(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出；(3)電動(dòng)機(jī)的效率．1.(電功和電熱)(多選)關(guān)于四個(gè)公式：①P＝UI；②P＝I2R；③P＝(U2)/R；④P＝(W)/t，下列敘述正確的是(

)A.公式①④適用于任何電路的電功率的計(jì)算B.公式②適用于任何電路的熱功率的計(jì)算C.公式①②③適用于任何電路電功率的計(jì)算D.以上均不正確2.在如圖所示的電路中，有四盞燈，L1和L2都標(biāo)有“220V

100W”字樣，L3和L4都標(biāo)有“220V

40W”字樣，把電路接通后，最暗的是(

)3.(非純電阻電路電功和電熱的分析)如圖所示，定值電阻R