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

该高中物理课件围绕电路中的能量转化，系统讲解电功、电功率、焦耳定律及纯电阻与非纯电阻电路特征，通过家用电器电流估算问题导入，从能量转化实质到公式推导再到电路类型对比，构建递进式知识支架。 其亮点在于结合物理观念和科学思维，通过对比表格、试小题及电动机实例，强化能量转化分析与模型建构，判断正误题深化概念辨析。学生能提升理解，教师可高效开展教学，助力核心素养培养。

第1节 电路中的能量转化 第十二章电能 能量守恒 W=qU q=It W=UIt 一、电功和电功率 电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功 静电力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能 这是计算电功普遍适用的公式 单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J 2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率 P＝W/t＝UI 单位：瓦（W） 千瓦kW 这是计算电功率普遍适用的公式． W=UIt 1. 电功：电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功 单位：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×106J 这是计算电功普遍适用的公式 × × √ × 电流做功，究竟电能会转化为哪种形式的能量，要看电路中具有哪种类型的用电器。电流通过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能（图 12.1-2）。电流在这段电路中做的功 W等于这段电路产生的热量 Q，即 由欧姆定律 U ＝ IR， 可以得到热量 Q 的表达式 Q ＝ W ＝ UIt 二、焦耳定律 2.关系式：Q=I2Rt 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 三、电热和热功率 1.电热:电流通过导体产生的热量 （电能转化为内能的部分） 2.热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率 P=Q/t=I2R Q=I2Rt 电功率:单位时间内电流做的功叫电功率 P＝W/t＝UI W=UIt 电功:电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功 (电能转化为其他形式的能) 电功是否等于电热？ 电能全部转化为热能，电功等于电热 在非纯电阻电路中，电路消耗的电能 一大部分转化为其他形式的能 (例如电流通过电动机，电能转化为机械能) 另一小部分不可避免地转化为电热 (电枢的电阻生热) W＝UIt Q=I2Rt 在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等 电功则大于电热 纯电阻电路: 电能 → 内能 Q I2Rt W UIt = I=U/R M 非纯电阻电路: 电能 → 内能+其它形式的能 W W内 +Q Q UIt I2Rt I＜U/R 说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！ ＞ 纯电阻电路: 非纯电阻电路: 电能 → 内能 电能 → 内能+其它形式的能 Q I2Rt W UIt = I=U/R 电功 = 电热 ：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R 电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R M W W 内 +Q Q UIt ＞ I2Rt I＜U/R 电功：W= UIt 电热：Q=I2Rt 电功率：P=UI 热功率：P热=I2R × √ × × 　例1（多）对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） 例题2 一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是5A。这台电动机发热功率与对外做功的功率各是多少? 解： 由焦耳定律可知，电动机发热的功率为 P 热 ＝ I 2 R ＝ 5 2 ×0.4 W ＝ 10 W 电动机消耗的电功率为 P 电 ＝ UI ＝ 220×5 W ＝ 1 100 W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P 机 ＝ P 电 － P 热 ＝ 1 100 W － 10 W ＝ 1 090 W 这台电动机发热的功率为 10 W，对外做功的功率为 1 090 W。 P 电 ＝ P 机 ＋ P 热 例题3.如图，一台直流电动机所加电压为110V,通过的 电流为5A.该电动机在10s内把一个质量为50kg的 物体匀速提高了9m,(不计摩擦)求: (1)电动机的电功率 (2)电动机线圈的电阻 A 110V 答案（1）550W （2）4Ω 小结： １．电功 ３．电功率 ４．热功率 ２．焦耳热 1、下图所示的电路中，三电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3，则 P1：P2：P3等于（ ） A．2：3：6 B．6：3：2 C．1：2：3 D．3：2：1 R1 R2 R3 在串联电路中，功率跟电阻成正比。 课堂训练 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、右图所示的电路中，三电阻并联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，R３=6Ω，干路电流为I，各电阻消耗的功率分别为P1、P2、P3， 则P1：P2：P3等于（ ） A．2：3：6 B．6：3：2 C．1：2：3 D．3：2：1 在并联电路中，功率跟电阻成反比。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 [问题] 如图的几种家用电器中，哪个用电器工作时的电流最接近5 A? 它们的能量是如何转化的？ 提示：由P＝UI＝220×5 W＝1 100 W可知，工作电流最接近1 100 W的用电器是电饭锅。 [试小题] 1．判断正误。 (1)电流做功越多，电功率越大。 (　　) (2)电功率越大，电流做功越多。 (　　) (3)电流做功的过程实质上是静电力做功的过程。 (　　) (4)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。 (　　) 2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是 (　　) A．P甲＝P乙　　　　　　　 B．P甲＝3P乙 C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲 解析：设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12 V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12 V×I，故有P甲＝3P乙，B正确。 答案：B　 [试小题] 1．判断正误。 (1)热功率一定等于电功率。 (　　) (2)在任何电路中都可以用Q＝I2Rt求电热。 (　　) (3)功率公式P＝UI和P＝I2R没有任何区别，表达的意义相同。 (　　) (4)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。 (　　) $