12.1 电路中的能量转化 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.1 电路中的能量转化 引入：电路中的能量转化 电炉通电： 电能转化为内能 电动机通电：电能转化为机械能 蓄电池充电：电能转化为化学能 日光灯通电：电能转化为光能 功是能量转化的量度 电能转化为其他能就是电流做功的过程。 电流的本质是什么? 自由电荷的在静电力作用下的定向移动。 因此电流做功的本质是： 恒定电场对自由电荷的静电力做功。 电路中的能量转化过程本质为：静电力做正功，电势能（电能）转化为为其他能。 电流做功的本质 电功和电功率 电功：W＝qU＝UIt 电功率：P=UI 国际单位制：分别为焦耳（J）和瓦特（W） 焦耳定律 纯电阻电路的概念：把电能只转化为内能的电路 纯电阻电路的例子：电炉丝，白炽灯，电饭锅的发热底盘 非纯电阻电路：日光灯、电动机、发光二极管、充电时的蓄电池等 欧姆定律适用的范围：线性元件构成的纯电阻电路。 焦耳定律 对纯电阻电路：电能全部转化为内能 Q=W=UIt U=IR 所以 Q=I2Rt 焦耳定律：电热 Q=I2Rt 热功率 P热=I2R 电功和电热的关系 W=UIt 为电流做的总功，消耗的总电能 Q=I2Rt 为电流通过电阻产生的内能 1、当电路为纯电阻电路时，两者相等 UIt=I2Rt= 2、当电路为非纯电阻电路时，根据能量守恒 UIt=I2Rt+E其他 电功率和热功率的关系 纯R 非纯R 思考：纯R电路， 对非纯R电路呢？ 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(　　) A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B.W＝UIt 适用于任何电路，而W＝I2Rt＝ 只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中，UI>I2R D.焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 （多选）一只电炉的炉丝和一台电动机的线圈电阻相同，都为R，若把二者串联在电路中，电炉和电动机都正常工作，则 A．电炉和电动机的热功率相等 B．电动机的功率大于电炉功率 C．电炉和电动机两端电压相等 D．电炉两端电压小于电动机两端电压 ABD 如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，当该电动机正常工作时，电动机两端电压为U，通过电动机的电流为I，则（ ） A．电动机内部的发热功率为I2R B．电动机的机械功率为IU C．电动机的总功率为IU D．电动机机械功率为IU－I2R 如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g=10 m/s2) 讨论两个问题：在纯电阻电路中 两个电阻串联，电阻大的电功率？ 两个电阻并联，电阻大的电功率？ 有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V　100 W”字样，L3和L4都标有“220 V　40 W”字样，把电路接通后，请把它们的功率从小到大进行排序。 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，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(　　) $