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

电路中的能量转化 教学目标 1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 【教学重点】 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】 电功率和热功率的区别和联系。 一、电功和电功率 如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量　　　． 则电场力做功　　　　　即：　　 1．电功：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． 　　电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积． 　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）. 　1kW·h＝3.6×106J 2．电功率：单位时间内电流所做的功 （１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积． （２）电功率表示电流做功的快慢． （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）． 　1kW＝103W＝106mW=10-3MW ３．额定功率和实际功率：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． 几种常见家用电器的额定功率 用电路 29吋彩电 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） ～150 300～800 100～150 800～1200 40～60 二、电热和热功率 1．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量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 ． 　　 2．热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率． 　　热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积． 三、纯电阻、非纯电阻电路 纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件． 非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路． 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 - 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 例题1： 　　对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） CD 2、加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ ） 　A．P 　 B．U2/r 　　 C．P2r/U2 D．P-P2r/U2 非纯电阻电路中计算电功率 只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R 3、电动机两端电压0.2V,电流0.1A, 此时电动机不转动. 当其两端电压为3v时电流0.4A, 电动机正常转动 求 电动机线圈电阻 额定功率 机械功率 效率 4、某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，则电动机的线圈电阻r为多少（取g=10m/s2） [答案]　 (1)35 W　1 W　(2)1 210 W　1 210 W 2、某一直流电动机提升重物，重物的质量为40kg，电动机两端的电压为110V， ，当电动机以1.0m/s恒定的速度向上提升重物时，电路中的电流强度为5A，（取g=10m/s2）。求： （1）电动机的输出功率； （2）电动机线圈的电阻． (1)5A (2)550W (3)15W (4)54000W 4、电流如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r =0．6 Ω,R =10 Ω,U =160 V，电压表的读数为110 V，求： （1）通过电动机的电流是多少？ （2）输入到电动机的电功率是多少？ （3）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？ (1)5A (2)550W (3)15W (4)54000W 小结： １．电功 ３．电功率 ４．热功率 ２．焦耳热 电功率与电阻的关系： 在串联电路中电功率与电阻成正比 在并联电路中电功率与电阻成反比 总功率永远等于？ 例2.L1 L2“220V 40W” L3 L4“220V 100W”，下面连接比较功率大小 例3.R大小相同,比较功率大小 $