电路中的能量转化课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、12.1电路中的能量转化电路中的能量转化学习目标学习目标1.1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。2.2.理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路。理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路。3.3.理解电功率和热功率。理解电功率和热功率。4.4.会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化。会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化。现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？水壶、电

2、动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？新知新知导入入a、电流流过电炉、电流流过电炉b、电流流过电解槽、电流流过电解槽c、电流流过电风扇、电流流过电风扇电能转化为热能。电能转化为热能。电能转化为化学能和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机械能和热能 l电能转化为其它形式的能电能转化为其它形式的能 电流做功电流做功问题：问题：分析能量是如何转化的分析能量是如何转化的?一、电功和电功率【情境思考情境思考】现代生活中随处都可以见到各种用电器现代生活中随处都可以见到各种用电器,如电灯、电风扇等。那么你知道这如电灯、电风扇等。那么你知道这些用电器中的能量是通过什

3、么途径转化的吗些用电器中的能量是通过什么途径转化的吗?提示提示:通通过电流做功来流做功来实现,即即导体中的恒定体中的恒定电场对自由自由电荷的静荷的静电力做功。力做功。新知新知讲解解1 1.电功电功:(1)(1)实质实质:导体中的恒定电场对自由电荷的导体中的恒定电场对自由电荷的_在做功。在做功。(2)(2)公式公式:W=_W=_。(3)(3)国际单位国际单位:_,:_,符号为符号为_。(4)(4)意义意义:电功是电功是_转化为其他形式的能的量度转化为其他形式的能的量度,即电功是多少就有多少即电功是多少就有多少_转化为其他形式的能。转化为其他形式的能。静电力静电力UItUIt焦焦J J电能电能电能

4、电能2.2.电功率电功率:(1)(1)含义含义:单位单位_内电流所做的功。内电流所做的功。(2)(2)公式公式:P=:P=_=_。(3)(3)单位单位:_,:_,符号符号:_:_。(4)(4)物理意义物理意义:表示电流做功的表示电流做功的_。(5)(5)决定用电器电功率大小的因素有决定用电器电功率大小的因素有_。电功电功;通电时间通电时间;电压电压;电流电流;电阻。电阻。时间时间UIUI瓦瓦W W快慢快慢二、焦耳定律我们知道能量在我们知道能量在相互转化或转移相互转化或转移的过程中是守恒的，下面我们应用能量守的过程中是守恒的，下面我们应用能量守恒定律分析电路中的能量转化问题。恒定律分析电路中的能

5、量转化问题。思考：电流通过电热水器中的思考：电流通过电热水器中的电热元件做功时，电路中的能电热元件做功时，电路中的能量发生了怎样转化？量发生了怎样转化？新知新知讲解解焦耳定律（1 1）表达式：）表达式：Q=I2Rt电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比电时间成正比。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作学中就把它叫作焦耳定律焦耳定律（2 2）单位：）单位：II安，安，RR欧，欧，tt秒，秒，Q Q焦焦 2.2.焦耳定律适条件：纯电阻

6、电路焦耳定律适条件：纯电阻电路三、纯电阻电路和非纯电阻电路（1 1）纯电阻电路：电能完全转化为内能。例如白炽灯、电炉、电）纯电阻电路：电能完全转化为内能。例如白炽灯、电炉、电烙铁等。烙铁等。（2 2）非纯电阻电路：除电阻外还包括能把电能转化为其它形式的）非纯电阻电路：除电阻外还包括能把电能转化为其它形式的能的用电器例如：电动机、电解槽、电风扇等能的用电器例如：电动机、电解槽、电风扇等 。4.4.电流发热的功率电流发热的功率（1 1）单位时间内的发热量）单位时间内的发热量:（2 2）公式：）公式：热功率热功率P P等于通电导体中电流等于通电导体中电流 I I 的二次方与导体电阻的二次方与导体电阻

7、R R 的乘积。的乘积。3.3.单位：瓦单位：瓦(W)(W)千瓦千瓦(kW)(kW)。说明（说明（1 1）纯电阻电路中电功等于电热；电功率等于热功率）纯电阻电路中电功等于电热；电功率等于热功率w=UIt=I2 Rt P=UI=（2 2）非纯电阻电路中电功大于电热；电功率大于热功率。）非纯电阻电路中电功大于电热；电功率大于热功率。纯电阻电路纯电阻电路:非纯电阻电路非纯电阻电路:欧姆定律适用：欧姆定律适用：I=U/R电功电功=电热电热=I2RtW=Q=UIt=U2t/RUIt I2Rt欧姆定律不适用：欧姆定律不适用：IU/R电功：电功：W=UIt电热：电热：Q=I2Rt电功率：电功率：P=UI热功

8、率：热功率：P热热=I2R四、电路中的能量转化在在上上述述知知识识点点中中，我我们们可可知知，用用电电器器的的电电能能完完全全转转化化成成内内能能时时，内内能能大大小小等等于于其其热热量量大大小小，用用电电器器的的功功率率可可称称为为热热功功率率，但但在在实实际际电电路路中中，除了电阻以外还有其他负载，这些用电器的能量转化又是如何呢？除了电阻以外还有其他负载，这些用电器的能量转化又是如何呢？(1)电吹风工作时，将电能转化为什么能？答案：答案：电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能.(2)电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案：答案：电熨斗工作时，将电能转化为内能.纯电阻电路非纯电阻电路（1）纯

9、纯电电阻阻电电路路：只只含含有有电电阻阻的的电电路路。如如电电炉炉、电电烙烙铁铁等等电电热热器器件件组组成成的的电电路路，白白炽炽灯灯及及转转子子被被卡卡住住的的电电动动机机也也是是纯纯电电阻阻器器件。件。（2）非非纯纯电电阻阻电电路路：电电路路中中含含有有电电动动机机在在转转动动或或有有电电解解槽槽在在发发生化学反应的电路。生化学反应的电路。四、电路中的能量转化例例1.电动机正常工作时主要是（）电动机正常工作时主要是（）A电能转化为内能电能转化为内能B电能转化为机械能电能转化为机械能C内能转化为机械能内能转化为机械能D机械能转化为电能机械能转化为电能B经典例典例题例例2.下列家电中主要利用电

10、流热效应工作的是下列家电中主要利用电流热效应工作的是()A电视机电视机 B电热毯电热毯C电冰箱电冰箱 D洗衣机洗衣机B经典例典例题例例3.定值电阻定值电阻R1、R2、R3的阻值均为的阻值均为2，在电路中所消耗的电功率，在电路中所消耗的电功率的最大值分别为的最大值分别为10 W、10 W、2 W，现将这三个电阻按照如图所示的，现将这三个电阻按照如图所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为（方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为（）A22WB12W C15WD16 W B经典例典例题例例4.一个电阻接在某电路中，消耗的功率为一个电阻接在某电路中，消耗的功率为110W，通过，通过3C

11、的电荷的电荷量时，有量时，有330J的电能转化为内能，则（的电能转化为内能，则（）A电阻所加电压为电阻所加电压为330VB通过电阻的电流为通过电阻的电流为1AC电阻通电时间为电阻通电时间为2sD这个电阻的阻值为这个电阻的阻值为110BD经典例典例题例例5.起来通以相同的电流，在相同的时间内，它们产生的热量之比起来通以相同的电流，在相同的时间内，它们产生的热量之比为（）为（）A2 1 B4 1 C1 2 D1 4A经典例典例题1下列用电器中，不是根据电流的热效应制成的是（）下列用电器中，不是根据电流的热效应制成的是（）A电热毯电热毯 B电熨斗电熨斗 C电话电话 D电热水器电热水器 C课堂堂练习2

12、.一个定值电阻一个定值电阻R，当其两端的电压为，当其两端的电压为U时，它在时，它在t时间内产生的热量为时间内产生的热量为Q；当其两端的电压为；当其两端的电压为2U时，它在时，它在2t时间内产生的热量为（）时间内产生的热量为（）A2Q B4Q C6Q D8QD课堂堂练习3.电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不太热，原因是（）因是（）A通过电炉丝的电流大，而导线电流小通过电炉丝的电流大，而导线电流小 B电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以不热 C铜导线的电

13、阻比电炉丝小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小铜导线的电阻比电炉丝小得多，在串联的情况下铜导线的发热量小 D电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压小得多电炉丝的两端电压比铜导线两端的电压小得多 C课堂堂练习4某电阻的阻值为某电阻的阻值为5，通过的电流为，通过的电流为2A，则它在，则它在10s的时间内产生的时间内产生的热量为（）的热量为（）A100J B200J C20J D2J B课堂堂练习1.电功的定义式：W=IUt2.电功率公式：P UI3.焦耳定律：Q=I2Rt焦耳定律适条件：纯电阻电路4.电流发热的功率：P=I2R 5.从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。课堂堂总结一、电功和电功率1.电功的定义式：W=IUt2.电功率公式：P UI二、焦耳定律1.Q=I2Rt单位：I安，R欧，t秒，Q焦2.焦耳定律适条件：纯电阻电路板板书设计3.电流发热的功率：P=I2R三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。板板书设计