電路中的能量轉(zhuǎn)化 課件【 核心精講+備課精研+高效課堂 】人教版(2019)高中物理必修三

第十二章電能能量守恒定律500安培的電流石油開采

這章我們要研究的是電路中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?用能量守恒定律推導(dǎo)出的閉合電路的規(guī)律是怎樣的?

自然界存在哪些能源?能源的利用與可持續(xù)發(fā)展有著怎樣的關(guān)系?12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化橫縣百合完全中學(xué)：韋衍題導(dǎo)入

現(xiàn)代生活中隨處都可以見到用電設(shè)備和用電器，例如電燈、電視、電熱水壺、電動汽車等。那么，你知道這些用電器中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的嗎?電能→內(nèi)能電能→機械能電能→化學(xué)能思考：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電能→其它能，是什么在做功呢？電流一、電功和電功率

水在重力作用下，從高處流向低處。水的勢能減少，水輪機機械能增加。→重力做功水流做功

電荷在靜電力作用下，從電勢高向電勢低移動。電勢能減少，其他能量增加?！o電力做功電流做功1.電流做功的實質(zhì)靜電力做功：

一段電阻絲兩端的電壓為U,通過的電流為I,則在時間t內(nèi),靜電力（電流）做多少功？W=UIt電流表達(dá)式：W=qU

q=It2.電功（適用于一切電路）①單位：焦耳（J）千瓦時，俗稱“度”，符號是

kW·h1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J②測量方法：電能表3.電功率②意義：表示電流做功的快慢。①單位：在國際單位制中是瓦（W），常用單位還有千瓦（kW）。（適用于一切電路）

1kW＝103WP=UI電流在一段電路中所做的功與通電時間之比叫作電功率。W=UIt例1∶一根電阻絲在t時間內(nèi)通過2C的電量時，消耗電能是8J。則該電阻絲在t時間內(nèi)電流所做的功W和該電阻絲兩端所加電壓U分別為（）A.W=8JB.W=16JC.U=4VD.U=8V課堂練習(xí)AC電流所做的功等于消耗的電能，即W=8J；根據(jù)W=qU，代入數(shù)據(jù)得U=4V。電能→內(nèi)能電能→機械能電能→化學(xué)能思考：電流做功，究竟電能會轉(zhuǎn)化為哪種形式的能量？當(dāng)電流只通過純電阻電路時，電流做功就會全部把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。光能內(nèi)能內(nèi)能我們把導(dǎo)體通電時產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象，稱為電流的熱效應(yīng)。二、焦耳定律

電流通過電熱水器，電爐等電熱元件做功時，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。電功等于電熱量（電熱）：Q=WW=IUt電功：歐姆定律：U=IRQ=I2RtQ=I2Rt

電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q跟電流I的二次方、跟導(dǎo)體的電阻R及通電時間t成正比。焦耳定律②發(fā)熱的快慢，熱功率：（僅適用產(chǎn)生電熱的電路）①總熱量：W=QQ=I2RtP熱=I2R焦耳（適用一切產(chǎn)生電熱的電路）P=UIP=I2R（一切電流做功的功率）（專指電流發(fā)熱的功率）熱功率

如果電路中有電動機或者正在充電的電池，那么電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能之外，還轉(zhuǎn)化為機械能和化學(xué)能?，F(xiàn)在我們以電動機為例，討論一下電路中的能量轉(zhuǎn)化?？偣β始冸娮桦娐罚弘娔躓

轉(zhuǎn)化內(nèi)能Q

P電=P熱UI=I2R三、電路中的能量轉(zhuǎn)化思考與討論

如圖，當(dāng)電動機接上電源后，會帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，這里涉及哪些功率?功率間的關(guān)系又如何?①能量變化：電能W

轉(zhuǎn)化+內(nèi)能Q

機械能（損失的能量）P電=P機+P損②功率變化：P損=P熱P電=P機+P熱純電阻電路：電能W

轉(zhuǎn)化內(nèi)能Q

P電=P熱UI=I2R非純電阻電路：電能W

轉(zhuǎn)化+內(nèi)能Q

機械能P電=P機+P熱P電=UIP熱=I2R小結(jié)課本例題：

一個電動機，線圈電阻是0.4

，當(dāng)它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。這臺電動機發(fā)熱的功率與對外做功的功率各是多少？解：熱功：P熱=I2R總電功：P電=UIP機=P電-P熱=UI-I2R方法提示：2.把總電功和熱功區(qū)分開來1.應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化P電=P機+P熱代入數(shù)據(jù)即可非純電阻電路：電能W

轉(zhuǎn)化+內(nèi)能Q

機械能例2：電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)∶一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干以后的保溫狀態(tài)。圖是電飯鍋的電路圖R1是電阻，R2是加熱用的電阻絲。（1）自動開關(guān)S接通和斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)?說明理由。（2）要使電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一率，R1：R2，應(yīng)該是多少?SR1R2220V解：（1）S接通時，R1被短路，電路中的電阻小，電流大，課堂練習(xí)電阻絲R2的功率大，所以電飯鍋處于加熱狀態(tài)。S斷開時，電流電阻變大，R2上的電壓減小，電功率變小，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。（2）電飯鍋加熱時，R2的功率保溫時，R2的功率根據(jù)題意解得R1:R2=（-1）：1RAURCRBRD例3:個定值電阻連成如圖所示的電路。RA、Rc的規(guī)格為"10V

4W”，RB、RD的規(guī)格為"10V2W”。請按消耗功率大小的順序排列這四個定值電阻，并說明理由。課堂練習(xí)解:電阻A、D串聯(lián)，根據(jù)P=I2R，所以PA<PD；B、C并聯(lián)，根據(jù)，所以PB<PC；又因為IA>IC，根據(jù)P=I2R，所以PA>PC；所以PD>PA>PC>PC課堂小結(jié)2