12.1 电路中的能量转化 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦电功、电功率、焦耳定律及纯电阻与非纯电阻电路辨析，通过学习目标引导，结合电炉、电动机等电能转化实例导入，衔接恒定电流知识，为能量守恒定律学习搭建递进式支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过“电动机效率计算”“玩具电风扇实验”等实例，运用模型建构（电路模型）和科学推理（公式推导），深化能量观念。结构化小结助学生系统掌握，教师可直接用于教学提升效率，培养学生科学思维与探究能力。

第十二章 电能 能量守恒定律 第一节 电路中的能量转化 高中物理 必修3 24 九月 2025 电功和电功率 焦耳定律、热功率 纯电阻电路、非纯电阻电路 从能量转化和守恒的角度理解电路中的能量转化 第一节 焦耳定律 一、电功和电功率 电功与电能： 电功：电流所做的功； 电能：电以各种形式（电场、电流等）做功的本领； 电流做功实质： 导体中的 对自由电荷的静电力在做功； 电流做功过程就是电能转化为其他形式能的过程： 电炉做功： 电能转化为 ； 电动机做功：电能转化为 ； 电池充电： 电能转化为 ； 恒定电场 内能 机械能 化学能 例1：如图所示，某电路两端所加电压为U、通过电流 强度为I、通电时间为t，求电流做的功W？ 电功W： 电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、 电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积； 电能单位： 国际单位：J、焦 常用单位：度、KW•h 1度（ KW•h ）= 1KW×1h=3.6×106J 功率为1000瓦的设备一小时的耗电量为1度电； U、I、t 探究1： 功率定义式： ；电功表达式 ； 推导电流做功的功率表达式； 电功率P： P意义： 描述电流做功的快慢的物理量； 例2：把六个相同小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光 ，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（ ） A、P甲=3P乙 B、P乙=3P甲 C、P甲=P乙 D、P乙>3P甲 A 电路功率关系： 无论串联、并联还是混联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和； P总=P1+P2 … +Pn 第一节 焦耳定律 二、焦耳定律 探究2：如何计算电流通过导体发热的功率？ 电流效应： 热效应： 电炉， 电能→内能； 磁效应： 电磁铁， 电能→磁场能； 化学效应： 电池充电， 电能→化学能； 焦耳定律： 电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电 阻R和通电时间t三者的乘积； 这个关系是物理学家焦耳经40年时间，400多次试验，最 先用实验得到的； 探究3：辨析电功 W=UIt 、电热 Q=I2Rt ； 电功 W=UIt：适于计算所有电路电流做功； 电热 Q=I2Rt：只适于计算电流热效应（纯电阻电路）电功； 焦耳对电热的研究： 探究4：电热功和电功总相等吗？ 纯电阻电路（电炉、电暖气）： 非纯电阻电路（电动机、电解槽）： M W=UIt W其=W-Q Q=I2Rt R W=UIt Q=I2Rt 醍醐灌顶： 非纯电阻能量关系， 提供了计算非电热功率的思路方法； UIt=W非热+I2Rt UI=P非热+I2R 例3：一个电动机，线圈电阻是0.4，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟所做的机械功？电动机效率？ 解： 电动机模型： W其=W-Q Q=I2Rt W=UIt 建模 I U t 第一节 焦耳定律 三、实际功率、额定功率 额定功率： 用电器正常工作时（在额定电压下）工作的电功率； 实际功率： 用电器在实际电压下工作的功率； 几种常见家用电器的额定功率 用电器 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 100~150 300~800 100~150 800~1200 40~60 铭牌上标注功率； 例4： 一个电炉额定电压为220V，额定功率为800W（不考虑温度变化对电阻率的影响）； 通过电流为 ，电阻值为 ， 额定功率为 ，实际功率为 ； 如果接入110V电路中， 电阻值为 ，通过电流为 ， 实际消耗的功率应为 ； 3.6A 60.5Ω 800W 800W 1.8A 60.5Ω 200W 第一节 焦耳定律 课时练习 练1：（多选）家庭用的电吹风中，设电动机线圈的电阻为R1，它与电阻为R2的电热丝相串联，接到交流电源上。电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，如图所示，以下结论中正确的是（ ） A、P>IU B、P=I2(R1＋R2) C、P=IU D、P>I2(R1＋R2) CD 练2：（多选）不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V　40W”的灯泡，下列说法正确的是（ ） A、接在110 V的电路中时的功率为20W B、接在110 V的电路中时的功率为10W C、接在440 V的电路中时的功率为160W D、接在220 V的电路中时的功率为40W BD 练3：玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流表各1只、导线若干； 1）设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇转动 时和卡住不转时总功率、热功率和输出的机械功率； 2）该同学测量数据如下，完成下面表格； 电 压 U（V） 电 流 I（A） 电 阻 R（Ω） 总功率 P=IU 热功率 PQ=I2R 机械功率 PE=IU-I2R 转动 3 0.08 30 卡住 3 0.1 30 0.3 0.3 0 0.24 0.192 0.048 练4：额定电压都是110V，额定功率PA=100W，PB=40 W的两盏电灯，若接在电压是220V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（ ） C 电功W：电流做的功，W=UIt； 电功率P：单位时间内电流做的功，P=W/t=IU； 焦耳定律（电热Q）： 电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积。Q=I2Rt； 纯电阻电路、非纯电阻电路： 电动机M：W电=E机+Q；P电=P机+PQ 额定功率：在额定电压下正常工作时电功率； 实际功率：在实际电压下实际工作时电功率； 结束页 B1 谢谢观赏！ $