2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律第一節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化學(xué)案新人教版必修3

PAGE1-第1節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實(shí)質(zhì)．2．理解焦耳定律的概念，會(huì)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(huì)從能量轉(zhuǎn)化與守恒角度看電路中的能量轉(zhuǎn)化．重點(diǎn)難點(diǎn)1．理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實(shí)質(zhì)．(重點(diǎn))2．理解電功和電熱的區(qū)分，會(huì)區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路．(難點(diǎn))3．理解電功率和熱功率．(重點(diǎn))4．會(huì)從能量轉(zhuǎn)化與守恒角度看電路中的能量轉(zhuǎn)化．(難點(diǎn))自主探究一.電功和電功率1.電熱水壺工作時(shí)，①能轉(zhuǎn)化為②能。2.在恒定電場(chǎng)中，電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的③做功。3.若通過(guò)熱水壺的電流為，熱水壺兩端的電壓為，經(jīng)過(guò)時(shí)間電流做的功④，功率⑤。二.焦耳定律1.焦耳定律的內(nèi)容和表達(dá)式。（1）內(nèi)容：⑥（2）表達(dá)式⑦2.電流的發(fā)熱功率⑧三.電路中的能量轉(zhuǎn)化1.電動(dòng)機(jī)接上電源后，會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度看，電動(dòng)機(jī)從電源獲得的能量，一部分轉(zhuǎn)化為⑨，一部分轉(zhuǎn)化為⑩。2.設(shè)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為，電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功，輸出的功率為，另外，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)自身也有能量損失，對(duì)應(yīng)的功率為，他們之間滿意?。3.設(shè)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為，通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為，可知?4.電動(dòng)機(jī)剛停止工作時(shí)，我們發(fā)覺(jué)外殼是熱的，說(shuō)明工作時(shí)有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為，可知?5.電動(dòng)機(jī)線圈有電阻，所以有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而這一部分屬于能量損失，忽視摩擦以及空氣阻力，則有?6.正在充電的電池，電能除了轉(zhuǎn)化為?之外，還有一部分轉(zhuǎn)化為?。答案：①電②內(nèi)③靜電力④⑤⑥電流通過(guò)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(shí)間成正比⑦⑧⑨內(nèi)能⑩機(jī)械能?????化學(xué)能?內(nèi)能探究思索【典例一】有一個(gè)電風(fēng)扇,額定電壓為U,額定功率為P,電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R,把它接入電壓為U的電路中,下列計(jì)算時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生熱量的方法中正確的是()

A. B.

C. D.以上三種方法均正確解析：答案：A解析：依據(jù)電功率公式,可得電路中的電流;由焦耳定律,得時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量,故A正確.【典例二】下列關(guān)于電功和電熱的說(shuō)法正確的是(

)A.在任何電路中都有、,且

B.在任何電路中都有、,但不確定等于

C.、均只有在純電阻電路中才成立

D.在任何電路中都成立,只在純電阻電路中才成立解析：非純電阻中,W=UIt用來(lái)求電功;Q=I2Rt用來(lái)求電熱,但W>Q;只有在純電阻電路,依據(jù)能量守恒電功和電熱電相等,電功可用公式W=UIt計(jì)算,也可用公式W=I2Rt計(jì)算,故A錯(cuò)誤;B正確;W=UIt可用于任何電路求總電功;而Q=I2Rt可以適用任何電路求熱功,故CD錯(cuò)誤;故選B.學(xué)問(wèn)梳理1.電功公式：?jiǎn)挝唬航苟?，?jiǎn)稱焦，符號(hào)2.電功率公式：適用于任何電路單位：瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)3.電熱焦耳定律：熱功率：隨堂訓(xùn)練1.兩只電阻的伏安特性曲線如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是(

)

A.兩電阻的阻值為大于

B.兩電阻串聯(lián)在電路中時(shí),兩端電壓大于兩端電壓

C.兩電阻串聯(lián)在電路中時(shí),消耗的功率小于消耗的功率

D.兩電阻并聯(lián)在電路中時(shí),的電流小于的電流2.兩根由同種材料制成的勻稱電阻絲A、B串聯(lián)在電路中,A的長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為d;B的長(zhǎng)度為2L,直徑為2d,那么通電后,A、B在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為(

)A.QA:QB=1:1

B.QA:QB=2:1

C.QA:QB=1:2

D.QA:QB=4:13.有一臺(tái)標(biāo)有“220V50W”的電風(fēng)扇,其線圈電阻為0.4Ω,在它正常工作時(shí),下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中,正確的是(

)A.

B.

C.

D.4.有四盞燈,接入如圖電路中,、都標(biāo)有“”字樣,、都標(biāo)有“”字樣,把電路接通后,下列說(shuō)法正確的是:(

)A.和一樣亮

B.和一樣亮

C.比亮

D.比

答案1.答案：C解析：A.由下圖可知,

當(dāng)電流相同時(shí),兩端的電壓大于兩端的電壓,即,

由歐姆定律得:所以當(dāng)電流相同時(shí),電壓越大,導(dǎo)體的電阻就越大,即.故A錯(cuò)誤;

B.兩電阻串聯(lián)在電路中時(shí),電流相等,依據(jù)A的分析可知:即,故B錯(cuò)誤;

C.兩電阻串聯(lián)在電路中時(shí),電流相等,依據(jù)可知:消耗的功率小于消耗的功率,故C正確;

D.兩電阻并聯(lián)在電路中時(shí),電壓相等,依據(jù)得:的電流大于的電流,故D錯(cuò)誤.

故選C.2.答案：B解析：兩電阻絲直徑之比為1:2,則橫截面積之比為1:4,依據(jù)電阻定律可知,電阻之比為2:1,依據(jù),由于電流相等,通電時(shí)間相等,則產(chǎn)生的熱量之比等于它們的電阻之比,即B正確。3.答案：C解析：電流,電風(fēng)扇正常工作時(shí)產(chǎn)生的電熱是由于內(nèi)阻發(fā)熱產(chǎn)生的,所以每分鐘產(chǎn)生的熱量為故選C.4.答案：D解析：依據(jù)可知，、的電阻為484歐姆，、的電阻為1210歐姆。、并聯(lián)，依據(jù)并聯(lián)電阻的特點(diǎn)，總電阻將小于最小電阻484歐姆