第5章 第1节 电路中的能量-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第一节　电路中的能量 学习目标：1.[物理观念]理解电功、电功率的概念并能进行相关的计算。　2.[物理观念]知道焦耳定律，知道电功率与热功率的区别和联系。　3.[科学思维]知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，会结合实际问题区分电功和电热。　4.[科学思维]理解闭合电路的各种功率及相关运算。 一、电功和电功率 1．电功 (1)定义：电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的推动下做定向移动，电场力对自由电荷所做的功，称为电功。 (2)公式：W＝UIt，单位：焦耳，符号：J。 2．电功率 (1)定义：电流做功与完成这些功所用时间之比叫作电功率。 (2)公式：P＝＝UI，单位：瓦特，符号：W,1 kW＝103 W。 二、焦耳定律 1．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，与导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝I2Rt。 2．热功率：一段电路因发热消耗的功率，P＝I2R。 三、闭合电路中的能量 电源的功率 电源的输出功率 电源的内耗功率 公式 P＝EI P出＝U外I P内＝U内I 意义 电源提供电能的功率 外电路消耗电能的功率 内电路消耗电能的功率 关系 P＝P出＋P内 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电流通过导体做的功越多，电功率越大。 (×) (2)电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器，由于电流通过时，电能全部转化为内能，故为纯电阻。 (√) (3)电动机、电解槽等用电器，电流通过时电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能，故为非纯电阻。 (√) (4)不论纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算焦耳热时仍可用P热＝UI。 (×) (5)不论何种电路，计算电功时均可用W＝UIt。 (√) 2．关于电功和电热的计算，下列说法正确的是(　　) A．如果是纯电阻电路，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算 B．如果是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，但不能用公式W＝UIt计算 C．如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W＝I2Rt计算 D．如果不是纯电阻电路，电热可用公式W＝I2Rt计算，也可用公式W＝UIt计算 A　[纯电阻电路，根据能量守恒，电功和电热相等，电功可用公式W＝UIt计算，也可用公式W＝I2Rt计算，故A正确，B错误；非纯电阻电路，电功用公式W＝UIt计算，故C错误；非纯电阻电路，电热用公式W＝I2Rt计算，故D错误。] 3．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J。为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是(　　) A．3 V,1.8 J　　 B．3 V,3.6 J C．6 V,1.8 J D．6 V,3.6 J D　[根据公式W＝Uq可知，当通过该电阻的电荷量为0.3 C，消耗的电能为0.9 J时，电阻的两端电压为3 V，此时的电流为I；若在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，表明后者的电流是前者的二倍，则说明后者的电压也是前者的二倍，即在其两端需加的电压为3 V×2＝6 V，消耗的电能为W＝6 V×0.6 C＝3.6 J，选项D正确。] 电功、电功率的理解和计算 在现代社会中，人们的生产、生活和科技实践活动都离不开电，各种各样的用电器减轻了人们的劳动强度，提高了工作效率，在享受电给我们带来方便的同时，你知道电能是如何转化为其他形式的能和电能在转化过程中满足怎样的规律吗？ 提示：通过电流做功W＝UIt。 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做功。 (2)从能的角度看，电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小表示电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 (3)电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。 2．串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 ＝ ＝ 功率关系 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 3.额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额＝U额I额。 (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。 【例1】　额定电压都是110 V，额定功率P甲＝100 W，P乙＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是(　　) 思路点拨： C　[对灯泡有P＝UI＝，可知：R甲<R乙，对于A电路，由于R甲<R乙，所以U乙>U甲，且有U乙>110 V，乙灯被烧毁，U甲<110 V不能正常