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

必修三 第十二章《电能 能量守恒定律》课前课中课后 试题精准练 教材：人教版必修三 课题：第十二章《电能 能量守恒定律》第1节 电路中的能量转化 一、课前预习精准练（10分钟） （一）知识点梳理 一、电功和电功率 1.电功 (1)概念：电场力做的功，称为电功，电功的大小等于被消耗的电能。 (2)公式：W＝UIt。 (3)单位：焦耳，简称焦，符号是J。 2.电功率 (1)定义：电流做功与完成这些功所用时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为W。常用的单位还有kW。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比，这就是焦耳定律。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 2.热功率 (1)定义：一段电路因发热而消耗的功率P＝，称为热功率。 (2)表达式：P＝I2R。 （二）课前小练 1.关于电功W和电热Q的说法正确的是(　　) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 2.定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω，在电路中允许消耗的电功率的最大值分别为10 W、10 W、2 W，现将这三个电阻按照如图所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为(　　) A．22 W B．12 W C．15 W D．16 W 3. 规格为“ ”的排气扇，线圈电阻为 。 （1） 接 的电源后，求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率。 （2） 如果接上（1）中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。 2、 课中提升精准练（10分钟） 1.充电宝的铭牌通常标注的是“ ”（毫安时），即锂电池充满电后全部放电的电荷量。机场规定：严禁携带额定能量超过 的充电宝搭乘飞机。根据以下充电宝铭牌，不能带上飞机的是( ) A. “ ”和“ ” B. “ ”和“ ” C. “ ”和“ ” D. “ ”和“ ” 2.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为(　　) A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶4 3.额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V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(　　) 4.用直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 ，电动机两端的电压是 ，不计各处摩擦。当电动机以 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 ， 取 。 （1） 电动机的总功率是多少？ （2） 电动机线圈的电阻是多大？ （3） 内电动机线圈产生的热量是多少？ （4） 该电动机的效率是多少？ 三、课后巩固精准练（10分钟） 1.如图是某品牌吊扇的相关参数，则下述判断正确的是( ) A. 吊扇的内电阻约为 B. 正常工作时吊扇的发热功率大于 C. 正常工作 吊扇的发热量等于 D. 正常工作 吊扇输出的机械能小于 2．(多选)标有“6 V　6 W”和“6 V　3 W”的灯泡L1和L2串联接在某电源上，设灯丝电阻不变，则(　　) A．通过灯泡L1、L2的电流之比为2∶1 B．灯泡L1、L2的实际功率之比为1∶2 C．电源电压为12 V时，灯泡L1、L2均正常发光 D．电源电压为9 V时，灯泡L2正常发光 3.在如图所示电路中，若R1＝4 Ω，R3＝6 Ω，电池内阻r＝0.6 Ω，则电源产生的总功率为40 W，而输出功率为37.6 W．求： (1)电源内阻上消耗的电功率； (2)电源电动势； (3)电阻R2的阻值． 四、知识点记忆 1．电功和电功率 W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路． 2．电热和热功率 Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率． 3．电功和电热的关系 (1)在纯电阻电路中： ①电功和电热相等，W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt； ②电功率和热功率相等，P电＝P热＝UI＝I2R＝； ③欧姆定律成立：由UIt＝I2Rt得：I＝. (2)在非纯电阻电路中： ①电功大于电热，W＝Q＋W其他，电功只能用W＝UIt计算，电功率只能用P＝UI计算； ②电热只能用Q＝I2Rt计算，热功率只能用P＝I2R计算； ③欧姆定律不成立，由UIt>I2Rt得：U>IR. 五、参考答案 （一）前预习精准练 课前小练 1.B 2.B 3.[1]排气扇在 的电压下正常工作时的电流 发热功率 转化为机械能的功率 。 [2] 扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路， [3] 电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为 电动机消耗的功率即电功率等于发热功率 。 （二）课中提升精准练 1.C 2.C 3.C 4.[1]电动机消耗的总功率 。 [2]电动机的输出功率为 , 电动机因发热而损耗的功率为 ,由能量守恒定律得 , 代入数据解得，电动机线圈的电阻为 。 [3] 内电动机线圈产生的热量是 。 [4]该电动机的效率为 。 （三）课后巩固精准练 1.D 2.BD 3.(1)电源内阻上消耗的电功率Pr＝P总－P出＝(40－37.6) W＝2.4 W； (2)由Pr＝I2r得：I＝ A＝2 A. 由P总＝EI，得到电源电动势E＝＝ V＝20 V. (3)路端电压U＝E－Ir＝(20－2×0.6) V＝18.8 V 由欧姆定律得，外电路总电阻为R＝＝ Ω＝9.4 Ω 则R2＝R－＝(9.4－) Ω＝7 Ω. 学科网（北京）股份有限公司 $