3.3 电功与电热（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件围绕电功与电热展开，涵盖电功、电功率概念及公式，焦耳定律，纯电阻与非纯电阻电路比较，电动机功率分析等核心知识点，通过电风扇与电熨斗情境导入，以问题链引导学生从电能转化切入，衔接概念与电路类型分析，搭建学习支架。 其亮点在于知识辨析强化概念理解，表格对比构建纯电阻与非纯电阻电路模型（科学思维），情境探究结合生活实例（科学探究），典例分析电动机功率问题（能量观念）。采用问题驱动与模型建构教学法，帮助学生深化能量转化认知，提升科学推理能力，教师可高效突破重难点。

第3节　电功与电热 电功和电功率的比较 知识点 1 电功和电功率 知识 清单破 项目 电功 电功率 概念 电场力对定向移动的自由电荷所做的功 单位时间内电流所做的功 公式 W=qU=UIt P= =UI 单位 焦耳,简称焦,符号J 瓦特,简称瓦,符号W 物理意义 描述电能转化为其他形式能的多少 描述电流做功的快慢 第1讲　描述运动的基本概念 1.内容:电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比,与导体的电阻及通电时间成正比。 2.公式:Q=I2Rt。 3.适用条件:适用于任何电路。 知识点 2 焦耳定律 第1讲　描述运动的基本概念 　 1.电流热效应的应用 如电热水器、电饭锅、电刻笔、电阻焊等都是利用电流的热效应工作的。 2.电流热效应的危害 (1)插头和插座之间接触不良会迸出火花。 (2)在输电线路中由于电热,降低了电能的传输效率。 (3)电线中由于电流过大或散热不好会烧坏电线的绝缘层,引起漏电、触电。 知识点 3 身边的电热 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.电功W=UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。 ( ) 2.电热Q=I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。 ( ) 3.电饭锅、电烙铁和电风扇都是利用电流的热效应工作的。 ( ) 4.用电器电功率越大,接在电路中电流做的功越多。 ( ) 5.由能量守恒可知,在某一电路中,电功永远等于电路中产生的热量。 ( ) 　电流做功一方面与电功率有关,另一方面还与通电时间有关,只有电功率与时间乘积 大时,电流做功才多。     ✕         ✕         ✕         √         √     提示 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　如图所示,电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。 　      疑难 情境破 疑难1 电功、电热及两种电路的比较 第1讲　描述运动的基本概念 问题1　电风扇工作时,主要将电能转化为什么能? 提示    机械能 问题2　电熨斗工作时,主要将电能转化为什么能? 提示    内能 第1讲　描述运动的基本概念 提示    电能全部转化为内能的电路叫纯电阻电路。欧姆定律I= 适用。 电功=电热:W=UIt=I2Rt=Q 电功率=热功率:P =P热=UI=I2R =  只有部分电能转化为内能的电路叫非纯电阻电路。欧姆定律不适用:I<  电功>电热:电功W=UIt;电热Q = I2Rt 电功率>热功率:电功率P =UI;热功率P热= I2R 问题3　有的电路电能全部转化为内能,如白炽电灯、电炉、电热毯等。有的电路中含有电 动机、电解槽等,只有部分电能转化为内能。这两类电路各有什么特点? 第1讲　描述运动的基本概念 纯电阻电路 非纯电阻电路 电路特点 电路中只有纯电阻用电器 电路中有非纯电阻用电器 电流、电压、电阻 三者的关系 遵循欧姆定律I=  不遵循欧姆定律,由UIt=I2Rt+ W其他知,U>IR或I<  能量转化形式 电流做功全部转化为内能:W =Q=UIt=I2Rt= t   电流做功转化为内能和其他 形式的能:电功W=UIt,电热Q =I2Rt,W=Q+W其他   元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电解槽 讲解分析 纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 第1讲　描述运动的基本概念 1.电动机的功率 　　当电动机正常工作时,要分清电动机的总功率(输入功率)、输出功率和热功率。 输入功率 电动机消耗的电功率(总功率),由电动机两端 的电压和通过的电流决定,P总=UI 热功率 电动机线圈有电阻,电流通过线圈时要发热, P热=I2r 输出功率 电动机做有用功的功率,P出=Fv,F为电动机产 生的牵引力,v为使物体获得的速度大小 功率关系 P总=P出+P热 疑难2 电动机的功率问题 第1讲　描述运动的基本概念 2.电动机功率问题的分析方法 (1)抓住两个关键:确定电动机两端的电压U和电流I是解决问题的关键。若能求出U、I,就能 确定电动机的输入功率P总=UI,根据电流I和线圈电阻r,可求出热功率P热=I2r,最后求出输出功 率P出=P总-P热。 (2)间接确定电动机的电压U和电流I:首先,对于其他纯电阻电路,利用欧姆定律进行分析计算, 确定相应的电压、电流,然后利用串、并联电路中的电压关系、电流关系间接确定电动机的 电压U、电流I。 第1讲　描述运动的基本概念 典例 在研究微型电动机的性能时,可采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【1】,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R使电动机恢 复正常运转时【2】,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。求这台电动机正常运转 时的输出功率和电动机线圈的电阻。   第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】电动机停止转动,电路为纯电阻电路。 【2】电动机正常运转,电路为非纯电阻电路。 思路点拨    无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路, 电功均为W=UIt,电功率均为P电=UI,电热 均为Q=I2Rt,热功率均为P热=I2R【3】。处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化 的角度出发,紧紧围绕能量守恒,利用 “电功=电热+其他能量” 【4】寻找等量关系求解。 非纯电阻电路在一定条件下可当成纯电阻电路处理。如电动机卡住不转或电压不足不转时 即纯电阻电路。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    当电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V时,电动机停止工作,只有电动机线圈的 电阻消耗电能,其阻值r= = Ω=2 Ω(由【1】得到) 当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V, 则电动机的总功率P总=U2I2=15.0×2.0 W=30.0 W(由【2】【3】得到) 线圈电阻的热功率P热= r=2.02×2 W=8.0 W(由【2】【3】得到) 所以电动机的输出功率P出=P总-P热=30.0 W-8.0 W=22.0 W(由【4】得到) 答案    22.0 W    2 Ω 第1讲　描述运动的基本概念 导师点睛 (1) 在非纯电阻电路中, t既不能表示电功,也不能表示电热,因为欧姆定律不再成 立。 (2) 不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路,欧 姆定律仍适用,电能全部转化为内能;当电动机转动时为非纯电阻电路,U >IR,欧姆定律不再适 用,大部分电能转化为机械能。 第1讲　描述运动的基本概念 $