【公開課】電路中的能量轉化+課件高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

12.1電路中的能量轉化學習目標1.理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實質。2.理解焦耳定律的概念，會區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路。3.理解電功率和熱功率。4.會從能量轉化與守恒角度看電路中的能量轉化。

現代生活中隨處都可以見到用電設備和用電器，例如電燈、電視、電熱水壺、電動汽車等。那么，你知道這些用電器中的能量是怎樣轉化的嗎？新知導入a、電流流過電爐b、電流流過電解槽c、電流流過電風扇→電能轉化為熱能?！娔苻D化為化學能和熱能

→電能轉化為機械能和熱能電能轉化為其它形式的能電流做功問題：分析能量是如何轉化的?一、電功和電功率【情境思考】

現代生活中隨處都可以見到各種用電器,如電燈、電風扇等。那么你知道這些用電器中的能量是通過什么途徑轉化的嗎?提示:通過電流做功來實現,即導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。新知講解1.電功:(1)實質:導體中的恒定電場對自由電荷的_______在做功。(2)公式:W=____。(3)國際單位:___,符號為__。(4)意義:電功是_____轉化為其他形式的能的量度,即電功是多少就有多少_____轉化為其他形式的能。靜電力UIt焦J電能電能2.電功率:(1)含義:單位_____內電流所做的功。(2)公式:P=

=___。(3)單位:___,符號:__。(4)物理意義:表示電流做功的_____。(5)決定用電器電功率大小的因素有_____。①電功;②通電時間;③電壓;④電流;⑤電阻。時間UI瓦W快慢③④二、焦耳定律我們知道能量在相互轉化或轉移的過程中是守恒的，下面我們應用能量守恒定律分析電路中的能量轉化問題。思考：電流通過電熱水器中的電熱元件做功時，電路中的能量發(fā)生了怎樣轉化？新知講解焦耳定律（1）表達式：Q=I2Rt電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成正比。這個關系式最初是由焦耳通過實驗直接得到的，物理學中就把它叫作焦耳定律（2）單位：I—安，R—歐，t—秒，Q—焦2.焦耳定律適條件：純電阻電路三、純電阻電路和非純電阻電路（1）純電阻電路：電能完全轉化為內能。例如白熾燈、電爐、電烙鐵等。（2）非純電阻電路：除電阻外還包括能把電能轉化為其它形式的能的用電器例如：電動機、電解槽、電風扇等。4.電流發(fā)熱的功率（1）單位時間內的發(fā)熱量:（2）公式：熱功率P等于通電導體中電流I的二次方與導體電阻R的乘積。3.單位：瓦(W)千瓦(kW)。說明（1）純電阻電路中電功等于電熱；電功率等于熱功率w=UIt=I2RtP=UI=（2）非純電阻電路中電功大于電熱；電功率大于熱功率。純電阻電路:

非純電阻電路:歐姆定律適用：I=U/R電功=電熱=I2RtW=

Q=UIt=U2t/RUIt＞I2Rt歐姆定律不適用：I＜U/R電功：W=UIt電熱：Q=I2Rt電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R四、電路中的能量轉化在上述知識點中，我們可知，用電器的電能完全轉化成內能時，內能大小等于其熱量大小，用電器的功率可稱為熱功率，但在實際電路中，除了電阻以外還有其他負載，這些用電器的能量轉化又是如何呢？

(1)電吹風工作時，將電能轉化為什么能？答案：電吹風工作時，把電能轉化為內能和機械能.(2)電熨斗工作時，將電能轉化為什么能？答案：電熨斗工作時，將電能轉化為內能.純電阻電路非純電阻電路（1）純電阻電路：只含有電阻的電路。如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉子被卡住的電動機也是純電阻器件。（2）非純電阻電路：電路中含有電動機在轉動或有電解槽在發(fā)生化學反應的電路。四、電路中的能量轉化補充：我們來討論空調，空調（非純電阻電路）會用一部分電能來制熱或制冷，還會用另一部分電能來把熱或冷空氣吹出來。像這種用電器在做功時，我們要綜合考慮電功率。從能量轉化與守恒的角度看，空調從電源獲得能量，一部分轉化為機械能（吹風），還有一部分轉化為內能（制熱或制冷）。設空調消耗的功率為P電，空調對外做功，輸出的功率為P機，另外，空調工作時自身也有能量損失，對應的功率為P損，它們之間滿足P電=P機+P損設空調兩端的電壓為U，通過空調電動機線圈的電流為I，可知P電=UI補充：例1.電動機正常工作時主要是（）A．電能轉化為內能?????????????B．電能轉化為機械能C．內能轉化為機械能D．機械能轉化為電能B經典例題例2.下列家電中主要利用電流熱效應工作的是(?????)A．電視機????????????????????????B．電熱毯C．電冰箱????????????????????????D．洗衣機B經典例題例3.定值電阻R1、R2、R3的阻值均為2Ω，在電路中所消耗的電功率的最大值分別為10W、10W、2W，現將這三個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（）A．22W??????????????????B．12W????????????????????????????C．15W??????????????????D．16WB經典例題例4.一個電阻接在某電路中，消耗的功率為110W，通過3C的電荷量時，有330J的電能轉化為內能，則（）A．電阻所加電壓為330VB．通過電阻的電流為1AC．電阻通電時間為2sD．這個電阻的阻值為110ΩBD經典例題例5.起來通以相同的電流，在相同的時間內，它們產生的熱量之比為（）A．2∶1B．4∶1C．1∶2D．1∶4A經典例題1．下列用電器中，不是根據電流的熱效應制成的是（）A．電熱毯B．電熨斗C．電話D．電熱水器C課堂練習2.一個定值電阻R，當其兩端的電壓為U時，它在t時間內產生的熱量為Q；當其兩端的電壓為2U時，它在2t時間內產生的熱量為（）A．2QB．4QC．6QD．8QD課堂練習3.電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐連接的銅導線卻不太熱，原因是（）A．通過電爐絲的電流大，而導線電流小B．電爐絲和銅導線消耗的電能相同，但銅導線散熱快，所以不熱C．銅導線的電阻比電爐絲小得多，在串聯的情況下銅導線的發(fā)熱量小D．電爐絲的兩端電壓比銅導線兩端的電壓小得多C課堂練習4．某電阻的阻值為5Ω，通過的電流為2A，則它在10s的時間內產生的熱量為（）A．100JB．200JC．20JD．2JB課堂練習1.電功的定義式：W=IUt2.電功率公式：P＝UI3.焦耳定律：Q=I2Rt焦耳定律適條件：純電阻電路4.電流發(fā)熱的功率：P=I2R

5.從能量轉化與守恒的角度看，電動機從電源獲得能量，一部分轉化為機械能，還有一部分轉化為內能。課堂總結一、電功和電功率1.電功的定義式：W=IU