第3章 第3节 电功与电热（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

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，通过课前梳理夯实概念，课堂探究结合问题与例题深化理解，随堂巩固强化应用，构建“基础-探究-应用”的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过电烙铁发热等问题激发思考，用对比表格和电动机功率计算例题培养科学思维，结合扫地机器人、电吹风等实例渗透科学态度与责任。学生能提升知识应用能力，教师可高效开展分层教学。

第3节　电功与电热 1 学习目标 1．理解电功和电功率的概念，明确电流做功的实质。　2.理解焦耳定律，知道电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。　3.理解电功率和热功率。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、电功和电功率 1．电功 (1)大小：电流在一段电路中所做的功W等于这段电路两端的电压U、电路中的________和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝UIt。 (3)国际单位：焦耳，简称焦，符号为J。 (4)其他单位：千瓦·时，俗称度，1 kW·h＝3.6×106 J。 电流I 返回导航 UI 返回导航 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________成正比，与导体的______及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝_______。 (3)微观解释：导体内的电子在电场力作用下做定向运动时，会与金属离子不断碰撞，在碰撞过程中产生了热量。 二次方 电阻 I2Rt 返回导航 2．两类电路的区别 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为______。即W＝Q＝UIt＝I2Rt。 (2)非纯电阻电路：含有________、________、电源等装置的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为________、________等。这时，电功为W＝UIt＝I2Rt＋E其他，电热为Q＝I2Rt，二者不再相等。 内能 电动机 电解槽 机械能 化学能 返回导航 三、身边的电热 1．应用：电水壶、电饭锅、电暖器、电熨斗等，利用了电流的________，它们的电阻丝都由电阻率较____的材料制成。 2．插头和插座之间，发电机、电动机、变压器等电气设备，输电线路等要尽量减少电流发热。 热效应 大 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。(　　) (2)正在充电的电池，电能全部转化为化学能。(　　) (3)焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。(　　) √ √　 ×　 ×　 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 11 知识点一　电功和电功率 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．电功的单位：在国际单位制中电功的单位是焦耳，常用单位有度、千瓦时，1度＝1千瓦时＝3.6×106焦耳。 3．额定功率和实际功率 额定功率：用电器在额定电压下工作的功率。 实际功率：用电器在实际电压下工作的功率。 返回导航 √ 　　　如图所示的电路中，电阻R1、R2的阻值分别为4 Ω和8 Ω，U为8 V，该电路的总功率和R1的功率分别为(　　) 返回导航 √ 　　　在如图所示的并联电路中，若保持通过干路的电流I不变，增大R1的阻值，下列说法正确的是(　　)   A．R1两端的电压不变 B．I1减小，I2增大 C．并联电路上的总功率减小 D．R2消耗的功率不变 返回导航 R1两端的电压等于R2两端的电压，则有U1＝U2＝I2R2，由于I2增大，则R1两端的电压增大，故A错误； 返回导航 返回导航 知识点二　纯电阻电路和非纯电阻电路 (1)如图所示的是电烙铁和电熨斗，为什么这些用电器通电后会发热呢？ (2)电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？ [提示]　(1)电流通过用电器时因电流做功，将电能转化为内能。 (2)由Q＝I2 Rt可知，电烙铁的烙铁头电阻比导线的电阻大很多，因此相同时间内，Q烙铁头≫Q导线。 返回导航 1．纯电阻电路和非纯电阻电路 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 除含有电阻外还含有其他负载 欧姆定律 服从欧姆定律 不服从欧姆定律 能量转化 电流做功全部 转化为电热 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉、白炽灯等 电动机、电解槽等 返回导航 返回导航 √ 返回导航 [解析]　电功率越大，电流做功越快，相同时间内电路中产生的焦耳热一定越多，A错误； 在非纯电阻电路中，UI>I2R，C正确； 焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路，D错误。 返回导航 角度2　非纯电阻电路的分析 　　　(多选)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电阻为R2的电热丝相串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，在时间t内产生的焦耳热为Q，则以下选项正确的是(　　) A．IU＝P B．IU >P C．Q＝I2(R1＋R2)t D．Q>I2(R1＋R2)t √ √ 返回导航 [解析]　由题意可知，电吹风机消耗的电功率P是总功率，所以用P＝UI，故A正确，B错误； 根据焦耳定律可得电吹风机在时间t内产生的焦耳热Q＝I2(R1＋R2)t，故C正确，D错误。 返回导航 　　　(多选)(2025·福建龙岩市期中)扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机的电压为15 V、电流为3 A、线圈电阻为1 Ω，不计电动机转运时产生的摩擦阻力，则下列说法正确的是(　　) A．正常工作时，电动机的总功率为50 W B．正常工作时，电动机的发热功率为9 W C．正常工作时，电动机的输出功率为36 W D．电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的发热功率为45 W √ √ 返回导航 返回导航 知识点三　非纯电阻电路中的能量转化 返回导航 　　　(2025·广东东莞市期中)我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的电荷容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100 km平均能耗是E，则下列说法不正确的是　(　　) √ 返回导航 [解析]　电池组充满电后储存的电荷量Q＝Nq，故A正确，不符合题意； 单块电池充满电后储存的电能E′＝qU，故B正确，不符合题意； 返回导航 　　　如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r＝2 Ω，电阻R＝10 Ω。已知总电压U＝160 V，理想电压表的读数为110 V。 (1)R两端的电压是多少？ [解析]　电阻R两端电压U1＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V。 [答案]　50 V 返回导航 (2)回路中的电流是多少？ (3)电动机的电功率是多少？ [解析] 电动机的电功率P＝UVI＝110×5 W＝550 W。 [答案]　550 W [答案]　5 A 返回导航 (4)在电动机中发热的功率是多少？ [解析] 电动机的热功率P热＝I2r＝25×2 W＝50 W。 [答案]　50 W (5)电动机输出的机械功率是多少？ [解析] 电动机输出的机械功率P出＝P－P热＝500 W。 [答案] 500 W 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 32 √ √ 返回导航 解析：电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，求解电功的公式为W＝UIt，故A正确； 当电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，则W＝Q＋E输出，故不能用I2Rt求电功，故D错误。 返回导航 2．(纯电阻电路和非纯电阻电路)(2025·四川南充市期中)在如图所示的电路中，输入电压U恒为10 V，灯泡L标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω。若灯泡恰能正常发光，不计电动机转动时产生的摩擦阻力，下列说法正确的是(　　) A．流过电动机的电流是4 A B．电动机的电功率是16 W C．电动机的输出功率为4 W D．电动机两端的电压是2 V √ 返回导航 灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，故电动机的输入电压UM＝U－UL＝4 V，电动机的热功率P热＝I2RM＝4 W，电动机的电功率P总＝UMI＝8 W，所以电动机的输出功率P出＝UMI－I2RM＝4 W，故C正确，B、D错误。 返回导航 3．(非纯电阻电路中的能量转化)(多选)某款充电宝的容量为20 000 mA·h，充电电压为5 V，充电电流为2 A；用该充电宝给手机充电时，充电宝的输出电压为5 V，输出电流为1 A。已知手机电池的容量为3 000 mA·h，电池内阻为0.1 Ω，该充电宝给手机充电时的转化率为0.6(放电量与容量的比值)，则下列说法正确的是(　　) A．该充电宝的电量从零到充满需要的时间为10 h B．该充电宝给手机充电时，输出功率为2.5 W C.该充电宝给手机充电30 min手机电池产生的焦耳热为180 J D．理论上，该充电宝能给手机充电6次 √ √ 返回导航 该充电宝给手机充电时，输出功率P＝UI′＝5 W，故B错误； 该充电宝给手机充电30 min产生的焦耳热Q＝I′2rt′＝180 J，故C正确； 返回导航 √ 4．(非纯电阻电路中的能量转化)太阳能路灯利用太阳能转化的电能提供照明，可有效地减少二氧化碳的排放。设太阳能电池板对蓄电池一天充电9 h，充电的平均功率为10 W；蓄电池的利用效率是80%，供给LED路灯的电压是24 V，电流是0.5 A，则太阳能电池板一天产生的电能可供路灯照明的时长为(　　) A．4 h　　　B．5 h C．6 h D．7 h 解析：蓄电池提供的电能W1＝Pt1×80%，路灯照明所需的电能W2＝UIt2，则有Pt1×80%＝UIt2，解得t2＝6 h。 返回导航 $