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

通山振新学校 学部 年级 学科导学案 主备人： 协备人： 审核人： 使用人： 编号： 课题： 电路中的能量转换 第 1、2 课时 计划 2 课时 【学习目标】 1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算． 2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系． 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别． 【学习重难点】 纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别 【学法指导】 自主学习，合作探究 【课前预习要点】 知识点一　电功和电功率 1．电功：电流通过导体所做的功，W＝ ，单位为焦耳(J)，此式适用于 电路． 2．电功率： 内电流所做的功，P＝UI，单位为瓦特(W)，此式适用于任何电路． 知识点二　焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比，Q＝I2Rt. 知识点三　电路中的能量转化 1．纯电阻电路中：Q＝I2Rt＝ ；P＝UI＝I2R. 2．非纯电阻电路中：Q＝I2Rt<UIt；热功率P＝I2R UI(电功率)． 【导学环节】 1、 导 复习导入 二、思【基础识记】（A级） 1．电功就是把其他形式能转化为电能的过程．(　　) 2．在某段电路中的电功等于这段电路消耗的电能．(　　) 3．电功就是电流流过电阻时产生的内能．(　　) 4．在纯电阻电路中，由于电能只能转化为热能，所以电功等于电热．(　　) 5．在纯电阻电路中，计算电功时不可用公式W＝I2Rt.(　　) 6．在有电动机的电路中计算电热时不能用公式Q＝I2Rt.(　　) 【理解应用】（B级） 要点一 纯电阻电路与非纯电阻电路的功、热关系 1．两种电路 (1)如果一段电路中只含有白炽灯、电炉、电熨斗等电阻性电热元件，这个电路就叫纯电阻电路．在纯电阻电路中，电能全部转化为内能． (2)如果一段电路中还含有电动机、电风扇、日光灯等非电阻性元件，这个电路就叫非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电能除了转化为内能，更多的是转化为其他形式的能． 2．两种电路的功、热关系 纯电阻电路 非纯电阻电路 电流、电压和电阻 三者间的关系 遵循欧姆定律，I＝ 不遵循欧姆定律，I< 能量转化规律 电流做功将电能全部转化为内能，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t 电流做功将电能转化为内能和其他形式的能，电功W＝UIt，而电热Q＝I2Rt，即W＝Q＋W其他>Q 功率关系 电功率等于热功率，即P电＝P热＝UI＝I2R＝ 电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电＝P热＋P其他 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽、电风扇等 【1】　(多选)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＝t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 1．一台电风扇和一盏白炽灯上都标有“220 V　60 W”的字样，下列关于这两个家用电器的说法，正确的是(　　) A．它们的电阻值一定相等 B．它们正常工作时，通过的电流一定不同 C．它们正常工作时，发热功率一定相等 D．它们正常工作时，消耗的电功率一定相等 【迁移运用】（C级）  要点二 含电动机电路分析 1．电动机的特性 电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和内能．在电路计算中，欧姆定律不再适用． 2．电动机模型 当电动机正常工作时，电能转化为机械能和内能，此时电路为非纯电阻电路，可将电动机等效为一个阻值等于其内阻r的电阻和一个无电阻的转动线圈(如图所示)，电阻将电能转化为内能，线圈将电能转化为机械能．电动机因故障或其他原因不转动时，电能全部转化为内能，此时电动机相当于一个纯电阻．  3．电动机的三个功率 (1)输入功率：电动机的总功率，P总＝UI. (2)热功率：电动机线圈电阻为r(内阻)，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2r. (3)输出功率：电动机做有用功的功率，即电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝P总－P热＝IU－I2r. 4．电动机的效率 η＝×100%＝×100%.  【2】　一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W．问： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率