12.1 电路中的能量转化 课件-2026-2027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的区别。通过电灯、电热水壶等生活实例导入，揭示电流做功本质，搭建从生活现象到物理规律的学习支架。 其亮点在于以能量观念为核心，通过表格对比纯电阻与非纯电阻电路培养科学思维，结合电动机功率计算例题强化科学推理。随堂练习与节约用电倡议结合，帮助学生建立知识与生活的联系，教师可借助实例和练习提升教学效果。

电路中的能量转化 人教版高中物理必修第三册 · 第12章第1节 1.7.2013 同学们好！今天我们来学习一个非常重要的物理概念——电路中的能量转化。我们每天都在使用电，从点亮一盏灯到驱动一辆汽车，电能无处不在。但电能究竟是如何工作的？它又是如何变成我们需要的光、热和动力的呢？这节课，我们将一起揭开这个秘密。 ‹#› 情境导入：从生活实例看能量转化 照明 · 电灯 电流通过灯丝发热发光，实现能量的直接转化： 电能 → 光能 + 内能 加热 · 电热水壶 利用电热丝的热效应，将电能高效转化为热能： 电能 → 内能（热能） 驱动 · 电动汽车 电机将电能转化为机械动力，驱动车辆行驶： 电能 → 机械能 + 内能 储能 · 手机充电 通过电池内部的化学反应，将电能储存起来： 电能 → 化学能 + 内能 电流流动的过程，本质是电场力对电荷做功的过程，这一过程实现了电能向光能、内能、机械能、化学能等其他形式能量的转化。 1.7.2013 让我们从身边的事物开始。点亮的电灯，电能转化为了光能和内能；工作的电热水壶，电能转化为了水的内能；行驶的电动汽车，电能主要转化为了驱动车轮的机械能；而正在充电的手机，电能则转化为了电池中的化学能。这些现象的本质，都是电流在做功，实现了电能到其他形式能量的转化。 ‹#› 1.电功： （1）定义：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。 （2）公式：W＝UIt 1 一、电功与电功率 （适用于一切电路） （3）国际单位：焦耳，符号是 J。 常用单位：千瓦时，符号是 kW·h，俗称“度”。 1 kW·h = 3.6×106 J （4）意义：电功是电能转化为其他形式能的量度。 2.电功率 （1）定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率。 （2）公式：P ＝ UI （3）单位：瓦特（W）、千瓦（kw） （4）意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。 几种常见家用电器的额定功率 （5）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。 用电路 29寸彩电 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） 70～150 300～800 100～150 800～1200 40～60 电流做功时，消耗的是电能，但电能转化为哪种形式的能呢？ 由欧姆定律，可以得到热量的表达式 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。 ——焦耳定律 【例1】（多选）关于三个公式P=UI、P= I2R、P=U2/R，以下说法正确的是（ ） A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 B.纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率 C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义 D.由U= IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率 BC 二、焦耳定律 （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。 1.焦耳定律 （2）公式： 纯电阻电路与非纯电阻电路 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化 （1）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。 （2）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。 （3）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。 2．热功率： 说明： （1）纯电阻电路中，电功等于电热，电功率等于热功率。 （2）非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功率。 三、电路中的能量转化 我们以电动机为例，讨论一下电路中的能量转化。 1.电动机的功率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率， (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率， (3)电动机的输出功率（机械功率） P入＝ P总＝ UI. P热＝I2r. P出= P机＝UI－I2r 【例2】一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？ 解：电动机发热的功率为 电动机消耗的电功率为 电动机的对外做功的功率为 课堂小结 1.如图所示，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，左右两端接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是（　　） A．电流之比是I1：I2：I3=4：3：6 B．电压之比是U1：U2：U3=1：1：2 C．功率之比是P1：P2：P3=4：3：6 D．相同时间内产生热量之比Q1：Q2：Q3=6：3：4 B R1 R2 R3 随堂练习 2．四个相同的灯泡按如图所示连接，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是(　　) A．A灯、B灯一样亮，C灯次之，D灯最暗 B．A灯最亮，C灯次之，B与D灯最暗且亮度相同 C．A灯最亮，B与C灯一样亮，D灯最暗 D．A与B灯一样亮，C与D灯一样亮，但比A与B灯暗些 B 3．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为（　　） A．47W B．44W C．32W D．18W C 感谢观看 节约用电，从我做起 让每一度电都发挥价值，从身边小事做起，共创绿色低碳的美好生活 1.7.2013 今天的课程到此结束，感谢同学们的认真听讲。希望大家不仅掌握了物理知识，更能将节约能源的理念付诸行动。谢谢大家！ ‹#› $