2019-2020学年辽宁物理高二上必修3（课件+教师用书+课时分层作业）：主题2 6　电路中的能量转化 (3份打包)

6　电路中的能量转化 [学习目标]　1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)3.理解电功率和热功率．(重点)4.会从能量守恒角度理解焦耳定律．(难点) 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积． (2)公式：W＝IUt. (3)单位：国际单位是焦耳，符号是J. (4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少． 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功． (2)公式：P＝IU. (3)单位：瓦特，符号是W. (4)意义：描述电能转化为其他能的快慢或者是电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．内容：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． 2．表达式：Q＝I2Rt. 3．热功率 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电功与电能的单位相同，电功就是电能． (×) (2)电功率越大，电功越大． (×) (3)根据I＝，该公式用于任何用电器．(×) 可导出P＝ (4)电流通过电解槽时，电功大于电热． (√) 2．(多选)关于电功和焦耳热，下列说法正确的是(　　) A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝I2Rt D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝UIt ACD　[电功的计算式W＝UIt适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q＝I2Rt也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W才等于焦耳热Q，A、C、D正确，B错误．] 3．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．P甲＝P乙　　　　　　B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 B　[设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12 V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12 V×I，故有P甲＝3P乙，B正确．] 串、并联电路中电功率的计算 1.串联电路功率关系 (1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比． (2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn. 2．并联电路功率关系 (1)各支路电压相同，根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比． (2)总功率R总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋In)＝P1＋P2＋…＋Pn. 3．结论 无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和． 【例1】　有额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是(　　) A　　　　　　　B C　　　　　　D 思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和． (2)串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比． C　[若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110 V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110 V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200 W；对D电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有UA＝UB＝U并＝110 V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W．综上可知，C正确．] 功率求解的技巧 (1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较，若电压相同时用P＝比较，若电阻相同时，可根据I或U的关系比较． (2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系． (3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率．实际功率与额定功率不一定相等． 1.(多选)如图所示，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定电压，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是(　　) A．L1亮度不变，L2变暗 B．L1变暗，L2变亮 C．电路消耗的总功率减小 D．经过滑动变阻器的电流减小 BCD　[当滑动变阻器的触头向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，R总变大，I总减小，由P1＝I知L2的实际功率变大，L2变亮，P总＝UI总变小，I变＝总－I2 ，由于I2变大，所以I变变小．]R1知L1实际功率变小，即亮度变暗；U并＝U－I总R1变大，由P2＝