5.1电路中的能量 课件-2026-2027学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电路中的能量”，涵盖电功、电功率、焦耳定律、电路能量转化及闭合电路能量等核心知识点。课堂导入通过“温故知新”环节，结合电热水壶、手机充电等实例回顾电能转化，引出电流做功实质，搭建新旧知识学习支架。 其亮点在于以科学探究（如讨论电吹风机与电热水壶能量转化差异）和科学推理（对比纯电阻与非纯电阻电路规律）为主线，融入生活实例（电磁炉功率显示、家电额定功率表）培养能量观念。采用典型例题（电动机功率计算）和系统小结梳理公式，帮助学生构建结构化知识，提升解决实际问题能力，也为教师提供清晰教学逻辑和丰富实例资源。

授课教师： 物思理 粤教版（2019）高中物理必修第三册课件 第五章 电能与能源的可持续发展 第一节 电路中的能量 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1 目录 第1节 电路中的能量 探究新知 2、焦耳定律 1、电功和电功率 4、闭合电路中的能量 3、电路中的能量转化 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 温故知新 电动机通电时把电能转化为机械能 电热水壶通电时，电能转化为内能 手机电池充电把电能转化成化学能 电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的 思考：以下电器在工作时，是将什么能转化为什么能？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一. 电功和电功率 电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。 怎样求电流做的功？如图所示，假设在一段导体两端加上电压U后，导体内的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成电流I。 思考1：在时间t通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少？ 由电流的定义可知： 思考2：这相当在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？ 由电场力做功可知： 思考3：该公式用语言如何表述？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.电功的定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功。它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.电功的定义式： 3.国际制单位：焦耳，简称焦，符号是 J。 常用单位：千瓦时，俗称“度”，符号是 kW·h。 一. 电功和电功率 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 下图是电磁炉使用时两张图片，图1是否代表电流做功较多 图1 图2 图中的数字意义是电磁炉工作时的电功率,不是电流做功的多少，是反映电流做功的快慢！ 一. 电功和电功率 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.电功率的定义：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.电功率的定义式： 3.电功率的意义：电功率表示电流做功的快慢。 4.电功率的单位：在国际单位制中是瓦（W） 常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。 一. 电功和电功率 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 5.额定功率与实际功率： 几种常见家用电器的额定功率 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 一. 电功和电功率 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二. 焦耳定律 电流通过电热水器，电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能。 这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律（Jouleˊs law）。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.焦耳定律的内容：电流通过导体时产生的热量 Q（电热） 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.焦耳定律的公式： 3.热功率P热 ：一段电路因发热而消耗的功率称为热功率。 4.电流热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 二. 焦耳定律 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 由电流的热效应可知，电流通过任何导体都要产生热量，任何用电器都是由导体构成的，所以任何用电器都要产生热量。如过通过用电器的电流为I，构成用电器的导体的电阻为R，则导体产生的热功率为 因此，此公式是用电器内部的导体产生的热量，所以该公式适用于任何用电器。 热量 Q 二. 焦耳定律 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三. 电路中的能量转化 1.电吹风机消耗电能和产生热量相等吗？ 消耗的总电能 电功 电热 电功率 热功率 = ？ 产生的热量 2.电热水壶消耗电能和产生热量相等吗？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 认识两种电路 三. 电路中的能量转化 1.纯电阻电路：只含有电阻元件的电路,电能全部转化为内能。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． 2.非纯电阻电路：电路中除电阻外，还含有电容、电感等其它元件，电能除转化为内能外还转化为其它能。如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． 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 纯电阻电路: 电能 → 内能 Q I2Rt W IUt = 非纯电阻电路: 电能 → 内能和其它形式的能 W W其+Q IUt I2Rt 说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！ ＞ 指某段电路在某段时间内消耗的全部电能! 指转化为内能的那部分电能! R M 三. 电路中的能量转化 I＜U/R (U>IR) I=U/R (U=IR) 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 14 纯电阻电路: 非纯电阻电路: 电功 = 电热: W= IUt = =I2Rt U2t/R 电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热 电功：W= IUt 电热：Q=I2Rt 电功率：P = IU 热功率：P热=I2R R M =Q 关于电动机的问题具体该如何处理呢 ？ 三. 电路中的能量转化 I=U/R (U=IR) I＜U/R (U>IR) 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 电动机是一种非纯电阻用电器， 它把电能转化为机械能和热能。在电路计算中，欧姆定律不再适用。 电动机的问题 1．输入功率：电动机的电功率 (总功率)； 2．热功率：电动机线圈有电阻，电流通过线圈要发热；P热＝I2r 3．输出功率：电动机做机械功（有用功）的功率； P出（P机） 4．功率关系：P电＝P机＋P热 5．电动机的效率： 当转子卡住不转动时电动机可当纯电阻处理，有： 三. 电路中的能量转化 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 16 小结 电路中的能量转化 纯电阻电路 电能 内能 电功 电热 电功率热功率 非纯电阻电路 电能 内能 其他能量 电功 电热 电功率热功率 三. 电路中的能量转化 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 E r R K 内电路 外电路 四. 闭合电路中的能量 由闭合电路欧姆定律知：E=U外+U内 得： IE=IU外+IU内 此式反映了闭合电路中的能量转化关系。 其中：IE ——表示电源提供的总电功率 P总 IU外 ——表示电源的输出功率 P出= IU外 =I2R （也就是外电路消耗的电功率P外） IU内 ——表示电源内阻消耗的电功率 P内=IU内=I2r 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 拓展：电源的输出功率与外电路电阻的关系 Pm 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《思维导图·电势能和电势》 电路中的 能量转化 电功率 P=UI 做功的快慢 电功 W=UIt （适用于一切电路） 焦耳定律 电热：Q=I2Rt 热功率：P热=I2R 本节总结 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例题：我国大部分电器的额定电压是220 V。 （1）一台电动机的线圈电阻R1=0.2 Ω，正常工作时通过的电流 I1=20 A，求每秒电流所做的功及线圈上每秒内产生的热量。 （2）电饭煲正常工作时的电流 I2=5 A，其发热盘的电阻R2=40Ω，其消耗的电能大部分转化为哪种能？ 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.（多选）关于电功，下列说法中正确的有（ ） A．电功的实质是电场力所做的功 B．电功是电能转化为内能 C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度 D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 AC 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.（多选）对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） CD 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3．(多选)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法正确的是(　　) A．甲灯的实际功率一定总是40W B．将乙灯接入110V电路中，它的 额定功率仍为60W C．两灯均正常发光时，甲灯灯丝 电阻较大 D．两灯均正常发光时，甲灯消耗的电能较少 甲 　　　　乙 BC 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 4．如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻R的U-I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是(　　) A．4W，8W　　 B．2W，4W C．4W，6W D．2W，3W C 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【答案】AD 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 6.一台电动机，线圈的电阻是0.4 Ω，当它两端所加的电压为220 V 时，通过的电流是5 A。这台电动机发热的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 2R＝52 ×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。 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 7.如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r＝0.6Ω，R＝10Ω，U＝160V，电压表的读数为110V，求： （1）通过电动机的电流； （2）输入到电动机的功率P入； （3）电动机的发热功率P热，电动机输出的机械功率。 课堂练习 【解析】（1）电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R两端电压为： U1＝160V﹣110V＝50V， 得电流为：I=5A； （2）电动机的电功率为：P＝UI＝110×5W＝550W （3）电动机的热功率为：P热＝I2R＝52×0.6W＝15W 输出的机械功率为：P出＝550W﹣15W＝535W 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 典例5．对于欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A．由 ，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B．由 ，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 C．由 ，对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率跟导线的横截面积成正比 D．由 ，对任意电路，电流流过时放的热，与电流的平方、电阻、通电时间均成正比 $