12.1 电路中的能量转化 课件-2024-2025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 电功和电功率 焦耳定律和热功率 电路中的能量转化 目录 CONTENTS 1 3 2 提问：电能转换成其他形式的能是如何实现的？ 通过电场力做功的形式实现的做功是能量转化的量度。 新课导入 一 电功和电功率 如图一段电路两端的电压为，通过的电流为，在时间内通过这段电路任一横截的电荷量 则电场力做功：　　　　　　　 即： （1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功。 （3）单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）。 1. 电功 （2）表达式： 1kW·h＝3.6×106J （4）物理意义：电功是电能转化成其它形式的等的度量。 （1）定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间的比值。 （3）单位：在国际单位制中是瓦（W）； 常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。 2. 电功率 （2）表达式： （4）物理意义：电功率表示电流做功的快慢。 　1kW＝103W＝106mW=10-3MW 适用于一切电路的电功率 （5）额定功率与实际功率： 几种常见家用电器的额定功率 用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率。 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。 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 练一练： 例1：（多选）关于电功，下列说法中正确的有（ ） A．电功的实质是电场力所做的功 B．电功是电能转化为内能 C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度 D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 AC 二 焦耳定律和热功率 由欧姆定律，可以得到热量的表达式 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。 ——焦耳定律 如图电流通过过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为内能。即： （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。 （3）适用范围：焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路中焦耳热的计算。 1. 焦耳定律 （2）表达式： （4）物理意义：电流的热效应实际上是电流做功中电能转化为内能的那一部分。 （1）定义：单位时间内电流通过导体发热的功率。 2. 热功率 （2）表达式： （3）物理意义：电能转化为内能的功率。 用于计算电路中的热功率 练一练： 例2：（多选）对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） CD 三 电路中的能量转化 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。 1.电动机把电能转化为机械能 2.电解槽把电能转化为化学能 3.电热器把电能转化为内能 练一练： 例3：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？ 解：电动机发热的功率为 电动机消耗的电功率为 电动的对外做功的功率为 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电流、电压、电阻的关系 能量转化形式 可应用的公式 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器 符合欧姆定律 不符合欧姆定律 电流做功全部转化为内能 电流做功转化为内能和 其他形式的能量 电功 电热 小结： 1．电功　　 　 电功率　　 2．电热 （焦耳定律） 　 电热功率 　 3．纯电阻电路及非纯电阻电路中电功和电热的关系 电功W 电热 练一练： 1.试根据串、并联电路的电流、电压特点 推导：串联电路和并联电路各导体消耗的电功 率与它们的电阻有什么关系？ 练一练： 2.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。图是电饭锅的电路图， R1是电阻， R2是加热用的电阻丝。 （1）自动开关S 接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。 （2）要使电饭锅在保温状态下的功率是加 热状态的一半， R1 ：R2 应该是多少？ 练一练： 3.四个定值电阻连成图所示的电路。 RA 、RC 的规格为“10 V 4 W”，RB 、RD 的规格为“10 V 2 W ”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻，并说明理由。 练一练： 4.如图，输电线路两端的电压 U为220 V，每条输电线的电阻R为5 Ω,电热水器A的电阻RA为30 Ω。求电热水器A 上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻RB 为40 Ω 的电热水壶 B ，则电热水器和电热水壶消耗的功率各是多少？ 感谢倾听 $$