第12章 第1节 电路中的能量转化(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第1节　电路中的能量转化 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。 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 1．通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的认识。 2．从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解电功和电热的区别和联系 1．能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象。 2．联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识 [对应学生用书P89] 知识点一 电功和电功率 1．电流做功与能量转化：电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的❶。 2．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功❷。 3．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U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积❸。 (2)公式：W＝Uq＝UIt。 (3)单位：国际单位制中电功的单位是焦耳，符号是J。 4．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI❹。 (3)公式P＝UI表示，电流在一段电路中做功的功率P等于这段电路两端的电压U与电流I的乘积。 (4)单位：国际单位制中电功率的单位是瓦特，符号是W。 1．电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。(　√　) 2．电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。(　√　) 3．电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大。(　×　) 知识点二 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＝I2Rt❺。 3．热功率 (1)定义：电流通过导体时单位时间内的发热量称为热功率。 (2)表达式：P热＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 1．电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(　√　) 2．根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的。(　×　) 3．Q＝I2Rt适用于任何电路求热量。(　√　) 知识点三 电路中的能量转化 1．电动机工作时的能量转化 (1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 (2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R❻。 2．电池充电时的能量转化 电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。 1．电动机是非纯电阻用电器，所以在任何情况下，都不能将电能全部转化为内能。(　×　) 2．电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热。(　√　), 批注❶：功是能量转化的量度，电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 批注❷：静电力对自由电荷做正功，电势能减少。 批注❸：W＝qU＝UIt 批注❹：(1)电功率不是电能，电功率是电能转化为其他形式的能的快慢的量度。 (2)电功率在数值上等于单位时间内电流所做的功。 批注❺：Q＝I2Rt 是电热的通用计算式。 批注❻：电动机消耗的电功率等于输出的机械功率与电动机内阻的热功率之和，所以UI>I2R，U>IR，即非纯电阻电路中欧姆定律不再适用。 [对应学生用书P91] 探究点一　对电功、电功率的理解　(能量观念之形成) ►情境探究 电吹风工作时，将电能转化为什么能？电风扇工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？电能向其他形式的能转化是通过什么方式来实现的？ 提示：电吹风工作时，将电能转化机械能和热能；电风扇工作时，将电能转化机械能和热能；电熨斗工作时，将电能转化热能；电能向其他形式的能转化是通过电流做功来实现的。 ►探究归纳 1．对电功的理解 (1)从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 (2)从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的减少量，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．对电功率的理解 (1)电功率P＝＝UI对任何电路都适用。 (2)额定功率和实际功率的比较 功率 额定功率 实际功率 区别 用电器正常工作时的功率，额定功率的大小是由用电器本身的因素决定的，与外加因素无关 用电器实际工作时消耗的电功率，为了使用电器不被烧坏，要求其实际功率不能大于其额定功率 联系 用电器两端所加电压为额定电压时，用电器的实际功率等于额定功率 注意 无论用电器是否在额定电压下工作，通常认为用电器的电阻是恒定不变的，可由用电器的额定