電路中的能量轉(zhuǎn)化 【 備課精講精研 】 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

電路中的能量轉(zhuǎn)化（第1課時(shí)）冊(cè)別：必修3學(xué)科：高中物理（人教版）電能

內(nèi)能生活中的能量轉(zhuǎn)化電能

機(jī)械能+內(nèi)能生活中的能量轉(zhuǎn)化生活中的能量轉(zhuǎn)化電能

化學(xué)能+內(nèi)能探究一：電能是如何轉(zhuǎn)化為其他形式的能功是能量轉(zhuǎn)化的量度重力勢(shì)能變化

重力做功

動(dòng)能變化

合力做功

彈性勢(shì)能變化

彈力做功

電能變化__?__力做功探究一：電能是如何轉(zhuǎn)化為其他形式的能U＋－EF一、電功1.電功:實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)

的電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功電功的大小如何計(jì)算？W=qU

q=ItW=UIt一、電功1.電功:實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)

的電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功2.公式：W=UIt3.單位：焦耳

J(國(guó)際單位)

kw.h一、電功1.電功:實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)

的電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功2.公式：W=UIt3.單位：焦

耳

J(國(guó)際單位)千瓦時(shí)kw.h（常用單位）1kw.h=3.6×106J塊燉

慢燉是不是塊燉的電功比慢燉的多？二、電功率1.定義：電流在一段電路中所做的功

與時(shí)間的比值2.物理意義：描述電流做功快慢的物理量3.定義式：P=

=UI4.單位:瓦特

W探究二：電流通過(guò)用電器產(chǎn)生的熱量如何計(jì)算三、焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體的熱量跟電流的二次方

成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。2.公式：Q=I2Rt3.熱功率：P==I2R（電流產(chǎn)熱的快慢）電功和電熱的理解電功：消耗電能的量度電熱：消耗電能產(chǎn)生熱的量度Q=I2RtW=UIt額定功率P=55w額定電壓U=220v額定電流I==0.25A測(cè)量電風(fēng)扇正常工作和卡住時(shí)的電功率實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：為什么電風(fēng)扇卡住容易發(fā)生火災(zāi)？需要測(cè)量哪些物理量呢？電路如何設(shè)計(jì)？P=UIM數(shù)字電壓表電流表電風(fēng)扇方案設(shè)計(jì)：工作狀態(tài)電壓U電流I葉片轉(zhuǎn)動(dòng)2.0v0.121A葉片不轉(zhuǎn)動(dòng)2.0v0.537A工作狀態(tài)電壓U電流I葉片轉(zhuǎn)動(dòng)2.5v0.183A葉片不轉(zhuǎn)動(dòng)2.5v0.663A實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：為什么電風(fēng)扇卡住容易發(fā)生火災(zāi)？電動(dòng)機(jī)卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流會(huì)增大很多。工作狀態(tài)電壓U/v電流I/A電功率P/W熱功率P/W電阻R/ΩU/IΩ葉片轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.121A2.50.183A葉片不轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.537A2.50.663A探尋規(guī)律：R=

0.242W3.6Ω3.6Ω3.6Ω3.6Ω0.458W1.074W1.657W0.053W0.121W1.038W1.582W16.5Ω13.7Ω3.7Ω3.7Ω電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

P電>P熱電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)

P電=P熱

R<

純電阻元件：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能

內(nèi)能純電阻元件：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W=QP電=P熱UI

I=I(歐姆定律適用）)W=Q=I2RtI=W=Q=UIt=I2Rt=P電=P熱=UI=I2R=22工作狀態(tài)電壓U/v電流I/A電功率P/W熱功率P/W電阻R/ΩU/IΩ葉片轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.121A2.50.183A葉片不轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.537A2.50.663A探尋規(guī)律：R=

0.242W3.6Ω3.6Ω3.6Ω3.6Ω0.458W1.074W1.657W0.053W0.121W1.038W1.582W16.5Ω13.7Ω3.7Ω3.7Ω電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

P電>P熱電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)

P電=P熱

R<

非純電阻元件：部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能

內(nèi)能+其他形式的能非純電阻元件：部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W=Q+E其他

P電>P熱UUI>I2RI<

(歐姆定律不適用）)W=QUIt=I2RtI=

W=UIt

P電=UI

Q=I2Rt

P熱=I2R

輸出功率的計(jì)算P電=P熱+P出工作狀態(tài)電壓U/v電流I/A電功率P/W熱功率P/W葉片轉(zhuǎn)動(dòng)2.00.121A0.242W0.053W2.50.183A0.458W0.121W如何求電風(fēng)扇的輸出功率？輸出功率P/W0.189W0.337WP出=P電-P熱機(jī)械效率的計(jì)算機(jī)械效率ηη=74%78%課堂小結(jié)Q=I2RtP熱=I2R二、焦耳定