【物理】2023-2024學(xué)年人教版必修第三冊 電路中的能量轉(zhuǎn)化同步教學(xué)課件

12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，我們就說這個力對物體做了功。電路中，電荷在電場力作用下，定向移動，因此，電場力對電荷做了功。新課導(dǎo)入：

新課導(dǎo)入電

功定義：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、通電時間三者的乘積。公式：W=UIt單位：焦耳，符號：J新知探究電功率定義：電流在一段電路中所做的功與通電時間之比。公式：

。單位：瓦特，符號w。新知探究焦耳定律內(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。公式：

。熱功率：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率。公式：

。物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量。新知探究純電阻電路與非純電阻電路純電阻電路非純電阻電路元件特點電路中只有電阻元件除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動機、電解槽能量轉(zhuǎn)化新知探究純電阻電路非純電阻電路公式歐姆定律符合，U=IR，R即是原件電阻不符合，U＞Ir，r為原件內(nèi)發(fā)熱電阻，并非是原件總電阻關(guān)系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熱新知探究純電阻電路與非純電阻電路電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別：電功率是指某段電路的總功率，即這段電路上消耗的全部電功率，表示電流在一段電路中做的功等于這段電路兩端的電壓U和通過這段電路的電流I的乘積，P電＝UI。熱功率是指元件(導(dǎo)體)因發(fā)熱而消耗的功率，電流通過元件發(fā)熱的功率等于通過元件(導(dǎo)體)的電流的平方與電阻的乘積，P熱＝I2R。新知探究電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除內(nèi)能外其他形式的能的功率之和。新知探究1．關(guān)于四個公式①

；②

;③;④

；下列說法中正確的是（）A．公式①適用于任何電路熱功率的計算B．公式②適用于任何電路電功率的計算C．公式③適用于任何電路熱功率的計算D．公式④適用于任何電路電功率的計算D課堂練習(xí)【答案】D【詳解】在純電阻電路中，四個公式都可以用來計算電路的電功率和熱功率；對非純電阻，計算電功率可用公式①、④；計算熱功率只能用②；故ABC錯誤，D正確。課堂練習(xí)2．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中錯誤的是（）A．電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．

適用于任何電路，而

只適用于純電阻電路C．在非純電阻電路中，D．焦耳熱適用于任何電路A課堂練習(xí)【答案】A【詳解】電功率越大，表示電流做功越快，但是電路中產(chǎn)生的焦耳熱量的多少還與做功的時間的長短和是否是純電阻電路有關(guān)，A錯誤；

適用于任何電路，而

只適用于純電阻電路，B正確；在非純電阻電路中，總功率大于熱功率，C正確；焦耳熱適用于任何電路，D正確。課堂練習(xí)額定功率與實際功率額定功率：用電器正常工作時所消耗的功率，也是用電器兩端電壓為額定電壓(或通過的電流為額定電流)時消耗的電功率。用電器銘牌上所標的功率即為額定功率。實際功率：用電器實際工作時消耗的電功率。為了保證用電器不被損壞，要求實際功率不能大于其額定功率。新知探究串、并聯(lián)電路中電功率的計算串聯(lián)電路功率關(guān)系各部分電路電流I相同，總功率P總＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn。根據(jù)P＝I2R，各電阻上的電功率與電阻成正比。新知探究串、并聯(lián)電路中電功率的計算并聯(lián)電路功率關(guān)系各支路電壓相同，總功率P總＝UI＝U(I1＋I2＋…＋In)＝P1＋P2＋…＋Pn。根據(jù)

，各支路電阻上的電功率與電阻成反比。新知探究結(jié)論：無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各負載消耗的功率之和。功率求解技巧(1)在純電阻電路中，比較用電器的電功率時，要根據(jù)已知條件靈活選用公式，如用電器電流相同時，用P＝I2R比較，若電壓相同時用

比較，若電阻相同時，可根據(jù)I或U的關(guān)系比較。(2)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題，比例法求解會使問題簡化，但一定要明確是正比還是反比關(guān)系。(3)當求解用電器的功率時，要明確求解的是什么功率。實際功率與額定功率不一定相等。新知探究3．兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中，A的長度為L，直徑為d；B的長度也為L，直徑為2d，則通電后A、B在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（

）A．QA：QB=1：4 B．QA：QB=4：1 C．QA：QB=2：1 D．QA：QB=1：2B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】由題意可知，直徑比為1：2，則橫截面積比為1：4，根據(jù)電阻定律：

，可得電阻之比為4：1，根據(jù)

，因為電流相等，則熱量之比為4：1，故B正確，ACD錯誤課堂練習(xí)4．四個相同的燈泡按如圖所示連接，關(guān)于四個燈泡的亮度，下列結(jié)論中正確的是()A．A燈、B燈一樣亮，C燈次之，D燈最暗B．A燈最亮，C燈次之，B與D燈最暗且亮度相同C．A燈最亮，B與C燈一樣亮，D燈最暗D．A與B燈一樣亮，C與D燈一樣亮，但比A與B燈暗些B課堂練習(xí)【答案】B【詳解】電路的連接特點是，B燈與D燈串聯(lián)和C燈并聯(lián)再和A燈串聯(lián)，A燈在干路上，通過它的電流最大，A燈最亮，C燈中的電流大于B與D燈中的電流，C燈較亮，B燈與D燈最暗且亮度相同，綜合以上分析，選項B正確課堂練習(xí)電動機的電路分析電動機正常工作時，屬于非純電阻電路。當電動機被卡住時，因無法對外做功，電能全轉(zhuǎn)化為熱能，相當于純電阻電路。新知探究電動機的電路分析(1)分清是純電阻電路還是非純電阻電路.電動機轉(zhuǎn)動時是非純電阻電路，電動機不轉(zhuǎn)動時是純電阻電路。(2)分清要求的是電功還是電熱(或熱功率)，對照公式的適用條件，合理選擇公式。(3)電動機的輸入功率即總功率P入＝IU，電動機的發(fā)熱功率P＝I2r，電動機的輸出功率P出＝P入－P熱。新知探究5．在研究微型電動機的性能時，應(yīng)用如圖所示的實驗電路，當調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和2.0V。重新調(diào)節(jié)R使電動機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V。則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時輸出功率為（）A．47W

B．44W