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

12.1 电路中的能量转化 人教版（2019）高中物理（必修第三册） 第十二章 电能 能量守恒定律 老师： 授课时间： 更多模板亮亮图文旗舰店：https://liangliangtuwen.tmall.com 第 页 课堂导入 现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、 电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是通过什么途径转化的吗? 通过电流做功来实现，即导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。 一、电功 3.单位： 2.表达式： 4. 物理意义： 适用于一切 电路 1kWh= J 3.6×106 常用单位 千瓦时(kWh） 国际单位 焦耳(J) 反映了“消耗了多少电能”即有多少电能转化为其他形式的能。 二、电功率（P） 4.单位：瓦（W） 3.表达式： 适用于一切电 路 1.物理意义：反映电流做功的快慢！ 第 页 知识讲解 辨析用电器的额定电压、额定功率、实际功率。 额定电压：表示用电器正常工作时的电压． 额定功率：是用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压时消耗的功率． 实际功率：用电器在工作中实际消耗的电功率． 若用电器在额定电压下工作，则P实＝P额 用电路 29寸彩电 电熨斗 电冰箱 微波炉 台灯 额定电压（V） 220 220 220 220 220 额定功率（W） 70～150 300～800 100～150 800～1200 40～60 几种常见家用电器的额定功率 第 页 知识讲解 三、电热（Q） 1. 定义:电流通过导体产生的热量. 2.大小: Q=I2 R t 英国物理学家焦耳通过实验所测得：电流通过导体产生的热量Q与电流I的二次方成正比，跟导体的电阻R 和通电时间 t 成正比。 四、热功率（ P热 ） 2.公式: 1.定义:单位时间内的发热量. 第 页 知识讲解 纯电阻: 电能 → 内能 非纯电阻: 电能 → 内能 + 其它形式的能 Q=I2Rt W=UIt = W W - Q Q UIt I2Rt ＞ 电功率 = 热功率：P =P热 = UI = I2R 电功率：P=UI 热功率：P热=I2R 其它形式功率：P其它=UI-I2R 说明：欧姆定律适用于纯电阻！ 注意：欧姆定律不适用于非纯电阻！ R M 第 页 知识讲解 观察与思考 纯电阻 电热毯 热水器 烤箱 电烙铁 白炽灯 第 页 知识讲解 非纯电阻 电风扇 电吹风 破壁机 无人机 电脑 电冰箱 第 页 知识讲解 (1)输入功率：电动机消耗的总功率 P入＝UI (2)热功率： 线圈上电阻的发热功率 P热＝I 2r (3)输出功率：电动机将电能转化为机械能的功率，也称机械功率 P出＝P入-P热=IU－I2r 电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率” (4)电动机的效率： 注意：当电动机的转子被卡住时，就变成了纯电阻。 第 页 知识讲解 例题：如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N。忽略一切摩擦，求： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？ 电动机线圈上消耗的热功率为P热＝I2r＝1 W。 答案　1 W 第 页 课堂检测 (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ 电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率， 即P入＝UI＝5×1 W＝5 W 电动机的输出功率就是电动机对外做功的功率，根据P入＝P出＋P热得P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W。 答案　5 W　4 W 第 页 课堂检测 (3)10 s内电动机可以把物体A匀速提升多高？ 设物体A的重力为G，t＝10 s内物体A上升的高度为h，根据能量守恒得P出t＝Gh 答案　2 m 第 页 课堂检测 (4)这台电动机的效率是多少？ 答案　80% 第 页 课堂检测 　例5. 小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1 Ω)与规格为“4 V　4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： (1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率P出； (3)电动机的效率. 课堂检测 第 页 1.A、B两灯的额定电压都是110 V，A灯的额定功率PA＝100 W，B灯的额定功率PB＝40 W，若将两灯同时接入电压恒为220 V的电路中，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图