【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

§12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化第十二章

電能能量守恒定律課前練.某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,圖線上過A點的切線交I軸于C

點,

則下列說法中正確的是（

）

A．該元件是非線性元件，所以不能用歐姆定律計算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻B．加5V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是0.2ΩC．加12V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是24ΩD．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷增大什么是線性元件和非線性元件?D課堂探究一：(1)如圖所示，電路中電流為I，通電時間為t，那么在這段時間內(nèi)通過這段電路任一截面的電荷量是多少？如果這段電路兩端的電勢差是U，靜電力做的功是多少？(2)電流做功會導(dǎo)致怎樣的能量轉(zhuǎn)化？(3)電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”是否相同？兩者間有何關(guān)系？一、電功和電功率電熱水壺通電時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電動機通電時電能轉(zhuǎn)化為機械能手機充電時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能1．對電功的理解(1)力的角度：電流做功的實質(zhì)是靜電力對自由電荷做功．(2)能的角度：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功的大小量度了電能的減少量，標(biāo)志著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的多少．(3)電功W＝UIt＝qU對任何電路都適用．

一、電功和電功率[針對訓(xùn)練1]一個電阻接入某電路后，消耗的功率為110W，通過3C的電荷量時，有330J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則下列說法錯誤的是()A．電阻兩端所加電壓為330VB．通過電阻的電流為1AC．電阻通電時間為3sD．這個電阻的阻值為110ΩA系統(tǒng)集成第119頁上周日，某同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機也沒打開，很高興?？墒怯檬忠幻娨暀C后蓋后就發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該剛看過電視。1.誰知道他爸爸是根據(jù)什么原理判定的嗎？2.為什么細(xì)的地方先點燃？2.微觀解釋：在真空中，電場力對電荷做正功時，減少的電勢能轉(zhuǎn)化為電荷的動能；在金屬導(dǎo)體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動的動能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。二、電熱和熱功率1.定義：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量3.焦耳定律（實驗定律）(1).內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。(2).定義式：Q＝I2Rt(4).適用于一切電路(3).單位：焦(J)、千瓦時(kW·h)3.焦耳定律（實驗定律）(1).內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。(2).定義式：Q＝I2Rt(4).適用于一切電路(3).單位：焦(J)、千瓦時(kW·h)(1).定義:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量4.熱功率

(3).單位：瓦(W)、千瓦(kW)適用于一切電路二、電熱和熱功率課堂探究二：(1).電功和電熱有什么關(guān)系?(2).電功和電熱什么情況下相等?生活中哪些這樣的用電器？電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能1.純電阻電路:

W電＝Q

有無光能轉(zhuǎn)化？

課堂探究三：(1).U不變時,電流為什么會變化?(2).電動機的能量轉(zhuǎn)化是怎樣的?三、電路中的能量轉(zhuǎn)化2.非純電阻電路:

W電＝Q+E其他W電＝Q+E機械1.純電阻電路和非純電阻電路的比較比較項目純電阻電路非純電阻電路舉例白熾燈、電爐、電熨斗等電動機、電解槽等能量轉(zhuǎn)化情況

W＝Q

W＝Q＋E其他電功和電熱關(guān)系W＝Q即

IUt＝I2RtW＝Q＋E其他

即

UIt＝I2Rt＋E其他電功率和熱功率關(guān)系P＝P熱＋P其他

即

IU＝I2R＋P其他歐姆定律是否成立說明W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計算電功和電功率Q＝I2Rt、P熱＝I2R適用于任何電路計算電熱和熱功率只有純電阻電路滿足

W＝Q

,

P電＝P熱非純電阻電路

W>Q

,P電

>P熱1.純電阻電路和非純電阻電路的比較

2.純電阻電路和非純電阻電路、線性元件和非線性元件的比較例1．如圖所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻RM=0.6Ω，R=10Ω，U=160V，電壓表的讀數(shù)為110V，求：(1)通過電動機的電流；(2)輸入到電動機的功率P入；(3)電動機的發(fā)熱功率P熱，電動機輸出的機械功率(4)電動機工作1h所產(chǎn)生的熱量是多少？(1)5A；(2)550W;(3)15W，535W；(4)5.4×104J

總結(jié)：電動機問題[例3]規(guī)格為“220V

36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω，求：(1)接上220V電壓后，排氣扇轉(zhuǎn)化為機械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電動機消耗的功率

和發(fā)熱的功率．（保留到整數(shù)）(1)35W

1W

(2)1210W

1210W（3）97.2%(3)電動機正常工作時的效率？（保留一位小數(shù)）系統(tǒng)集成第121頁例2.如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖,其中D是直流電動機.P是一個質(zhì)量為

m的重物,它用細(xì)繩拴在電動機的軸上.閉合開關(guān)S,重物P以速度

v勻速上升,這時電流表和電壓表的示數(shù)分別是

I=5.0A和

U=110V,重物P上升的速度

v=1.0m/s.已知重物的質(zhì)量

m=45kg(g取10m/s2).求:(1)電動機線圈的電阻R(2)電動機正常工作時的效率？4Ω；81.8%[針對訓(xùn)練3]如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V

60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則(

)A．電解槽消耗的電功率為120WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60WC系統(tǒng)集成第121頁1．試根據(jù)串、并聯(lián)電路的電流、電壓特點推導(dǎo)：串聯(lián)電路和并聯(lián)電路各導(dǎo)體消耗的電功率與它們的電阻有什么關(guān)系？四、純電阻電路中的電功率分配及計算教材第82頁

教材第82頁

907.5W；643.8W；483W教材第82頁課堂小結(jié)：電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電功和電功率二、電熱和熱功率1.電功

W＝UIt

1.電熱Q＝I2Rt3.適用于一切電路

三、電路中的能量轉(zhuǎn)化3.適用于一切電路

總結(jié)：電動機問題2．電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)，如圖所示是電飯鍋的電路圖，R1是一個電阻，R2是加熱用的電阻絲。(1)自動開關(guān)K接通和斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？(2)要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)時的一半，R1：R2應(yīng)該是多大？

教材第82頁5．(對純電阻電路和非純電阻電路的理解)有一個直流電動機，把它接入0.2