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”展开，涵盖电功、电功率、焦耳定律及非纯电阻电路能量转化，从常见用电设备导入，结合电水壶、电风扇实例引导思考电能转化，通过功和能关系衔接旧知推导电功表达式，搭建学习支架。 其亮点是注重科学探究与科学思维，设计电动机转动与不转动对比实验，分析电流、功率关系得出欧姆定律适用条件，结合洗衣机加热电阻计算等生活实例强化能量观念，课堂小结系统梳理知识，助力学生理解能量转化本质，提升解决实际问题能力，便于教师高效教学。

安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 12.1电路中的能量转化 2026.5.28 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 看 一 看 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 常见的用电设备 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 常见的用电设备 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电热水壶 电池 电风扇的电动机 内能 主要是机械能 主要是化学能 电能 电能 用电器 其他形式能 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 1.功和能之间有什么关系？ 想一想 功是能转化的量度 做功过程伴随着能量的变化 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 2.用电器工作时，电能转化为其他形式能。是什么力做功？ 想一想 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 F 电场线向右 自由电子受电场力向左 电荷定向移动方向向左 想一想 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功 电流做功的实质是什么呢？ 自由电荷受到导体中恒定电场的静电力作用 自由电荷在静电力的作用下做定向移动 静电力对自由电荷做正功 电荷的电势能减少,其他形式能增加 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 图中表示一段电路,电路两端电压为U,电路中的电流大小为I,电荷从左向右定向移动,经过这段电路的时间即为t。 如何推导电功表达式 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功表达式 W=Uq （第十章） q=It （第十一章） 电功 W=UIt 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 某位同学学习了电功的概念之后，发现家里的电炖锅上有这样两个档位，快炖和慢炖，他说这两个档位的电功是不同的。这种说法正确吗？ 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功率 电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率 电功率物理意义:描述电流做功的快慢 这个公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压和电流的乘积 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功和电功率的单位 小菜一碟 电 功 W=UIt 电功率 P=UI 电流——安培（A） 电压——伏特（V） 时间—— 秒（s） 电功——焦耳（J） 电功率——瓦特（W） 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 看一看 电热水器生成的热量 通过电热水器的电流大小为I，加热管儿的电阻大小为R，电热水器通电时间为t，推导电热水器产生的热量表达式。 焦耳定律 Q=W=UIt U=IR Q=I2Rt 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电流发热的功率 Q=I2Rt P热=I2R 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 消耗电能和产生热量相等吗？ 想一想 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功和热量 电功 焦耳定律 W=UIt Q=I2Rt 电流所做的总功 电风扇消耗的总电能 只是电能转化为内能的那部分能量 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电功率 P=UI 热功率 P热=I2R 电流做功的功率 电流发热的功率 电热水器： P=P热 电风扇： P≠P热 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电能 内能 机械能 像风扇包含电动机的用电器 消耗电能大于产生热量 电功率大于热功率 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 实验 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 想一想 1.电动机在转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系。 2.分析说明电动机在转动和不转动两种情形下的电功率和热功率的关系。 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电动机实验 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 做一做 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 结论 电动机转动时P电>P热 线圈电阻 ，通过线圈电流 电动机不转动时P电与P热大小近似相等 电阻R与 接近 结论：电动机转动时，欧姆定律不成立 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 想一想：如何计算电动机转动时对外做功的功率？ 根据上文 电动机不转动时，电压表读数2.0V，电流表读数0.098A， 电动机接入线路后线圈电阻约为20.4Ω 电动机转动时电流表读数I=0.020A P总=UI=0.0400W P热=I2R=0.0082W P机=P总-P热=0.0318W 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电动机 对于包含电动机的电路，欧姆定律不成立 由于电动机线圈有电阻，电能除了转化为机械能之外，还有一部分转化为内能。 电功和热量两者并不相等，W>Q。 P电=P机+P损 P损= P热 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电动机中的能量转化 对于电动机，电能转化为机械能和内能 计算电功时用 W=UIt 计算电热时用 Q=I2Rt 计算机械能，利用能量的转化与守恒思想 E机=W-Q 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电路中的能量转化实例 (1)kWh千瓦时是能量单位还是功率单位? (2)经过进一步研究说明书,发现该洗衣机的额定电压为220V，加热消耗功率是这个功能下的总功率，是在原电动机电路基础之上并联一个电阻丝进行加热。那能否估算一下该洗衣机在加热洗涤时，所用加热的电阻丝的阻值约为多少呢？ 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电路中的能量转化实例 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 电路中的能量转化实例 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 课堂小结 功能关系 电 功 W=UIt 电功率 P=UI 电流做功的本质 能量转化与守恒 焦耳定律 Q=I2Rt 热功率 P=I2R 安徽省泗县第三中学 厚德自强 追求卓越 课堂小结 电路中的能量转化 电热水器：电能转化为内能 W=UIt=Q=I2Rt 电动机：电能转化为其他形式能和内能 W=UIt>Q=I2Rt 作业：完成课后练习 $