12.1 电路中的能量转化 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电路中的能量转化 人教版高中物理 必修 3 新知导入 现代生活中随敏处都可以见到用电设备和用电器，那么， 你知道这些用电器中 的能量是怎样转化的吗？ 电热水壶通电 电动机通电 时，电能转化 时，电能转 为内能 化为机械能 新知导入 蓄电池充电时，电能 飞gesa 转化为化学能。 那么，你知道电能转化为其他形式的能， 是通过什么做功来实现的 吗？ 新知讲解 一、电功和电功率 1.电功 (1)电场力（或电流）所做的功叫做电功。电能转化为其他形式的能，是 通过电流做功来实现的。 (2)电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。 自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形 式的能增加。 新知讲解 (3)试推导电功的表达式 问题：如图表示一段电路，这段电路两端的电势差是U,电路中的电流 为1，电荷从左向右定向移动，你能表示出这段时间内静电力做的功吗 解：这段时间内通过这段电路任一截面 8 的电荷量为q=t 静电力做的功就是W=Uq=UIt 新知讲解 ①电功的定义式：W=Ut 上式表示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1、通电时间t三者的乘积。 注意：公式适用于一切电路；U、对应同一段电路。 ②单位：焦U) 千瓦时(kWh). 1kWh=3.6×106 ③电功是电能转化为其他形式能的量度。 新知讲解 2.电功率 (1)电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用P表 示。 W UIt P=- t (2)电功率公式：P=U川 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！的 乘积。 (3)单位：瓦特(W)、千瓦(kw) 新知讲解 二、 焦耳定律 我们知道能量在相互转化或转移的过程中是守恒的，下面我们应用能量守 恒定律分析电路中的能量转化问题。 ⊙⊙ 思考：电流通过电热水器中的 电热元件做功时，电路中的能 量发生了怎样转化？ 新知讲解 电路中的电能全部阵转化为导体的内能， 所以电流在这段电路中做的功 W=Ult. 等于这段电路产生的热量 Q。 即：Q=W=UIt (1) 由欧姆定律U=IR (2) 由(1)、 (2)可得热量Q的表达式 Q=12 Rt 新知讲解 1.焦耳定律 (1)Q=12Rt 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。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把 它叫作焦耳定律 (2)单位：I一安，R一欧，t一秒，Q一焦 2焦耳定律适条件：纯电阻电路