物理课件：《电路中的能量转化》PPT优质课件

1、电路中的能量转化第十二章电能 能量守恒定律 现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗?对标导学电能内能电能机械能电能化学能思考：功是能量转化的量度，电能其它能，是什么在做功呢？电流对标导学学习目标1.理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别.一、电功和电功率1.电功(1)电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式：W .单位： ，符号为 .常用

2、的单位：千瓦时(kWh)，也称“度”，1 kWh J.静电电IUt焦耳J3.6106自学静悟2.电功率(1)定义：单位 内电流所做的功.(2)公式：P .(3)单位：瓦特，符号：W.(4)意义：表示电流做功的快慢.时间UI自学静悟自学静悟二、焦耳定律1.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比.(2)表达式：Q .2.热功率(1)定义： 内的发热量称为热功率.(2)表达式：P .(3)物理意义：表示电流 的物理量.电流的二次方电阻通电时间I2Rt单位时间I2R发热快慢 (1)电吹风工作时，将电能转化为什么能？合作学习一、电功和电热的理解答案电吹风工作时，把电能

3、转化为内能和机械能.(2)电熨斗工作时，将电能转化为什么能？答案电熨斗工作时，将电能转化为内能.纯电阻电路非纯电阻电路纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况电功和电热的关系WQ即IUtI2Rt tWQE其他UItI2RtE其他电功率和热功率的关系 PP热，即IUI2RPP热P其他即IUI2RP其他欧姆定律是否成立UIRI 成立UIRI 不成立电功和电热的比较例1(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B.WUIt适用于任何电路，而WI2Rt t只适用于纯电阻电路C.在非纯电阻电路中，UII2RD.

4、焦耳热QI2Rt适用于任何电路例2规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；答案35 W1 W解析排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为发热功率为P热I2R(0.16)240 W1 W.转化为机械能的功率为P机PP热(361) W35 W.(2)如果接上(1)中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.答案1 210 W1 210 W解析扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为热能，此时电动机中电流为电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电P热UI2205

5、.5 W1 210 W.辨析用电器的额定电压、额定功率、实际功率。额定电压：表示用电器正常工作时的电压额定功率：是用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压时消耗的功率，例“220 V、25 W”的白炽灯实际功率：用电器在工作中实际消耗的电功率若用电器在额定电压下工作，则P实P额，若用电器工作电压不等于额定电压，则P实P额1.WUIt是电功的计算式，P电UI是电功率的计算式，适用于任何电路.QI2Rt是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I通过电阻R时在t时间内产生的热量，P热I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率.2.只有在纯电阻电路中才有WQ，P电P热，而在非纯电阻

6、电路中WQ，P电P热.3.在纯电阻电路中，由UItI2Rt得I ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中，由UItI2Rt知UIR，即欧姆定律不成立.点评精讲例3小型直流电动机(其线圈内阻为r1 )与规格为“4 V4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R5 的电阻串联，然后接至U12 V的电源上，如图1所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流；合作学习二、非纯电阻电路功率的分析与计算图1答案0.6 A流经电动机的电流IIRIL0.6 A.(2)电动机的输出功率P出；答案2.04 W解析电动机消耗的总功率PULI40.6 W2.4 W电动机的热功率P热I2r(0.6)21 W0.

7、36 W电动机输出功率P出PP热2.4 W0.36 W2.04 W(3)电动机的效率.答案85%解析电动机的效率：点评精讲1.电动机的功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入UI.(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热I2r.(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出IUI2r.例4额定电压都是110 V、额定功率PA100 W、PB40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是 合作学习三、纯电阻电路中的功率分配及计算解析判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对

8、灯泡有PUI ，可知RARB.对于A电路，由于RARB，所以UBUA，且有UB110 V，B灯被烧毁，UA110 V，A灯不能正常发光.对于B电路，由于RBRA，A灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于RB，所以UBU并，B灯被烧毁，A灯不能正常发光.对于C电路，B灯与滑动变阻器并联电阻可能等于RA，所以可能UAUB110 V，两灯可以正常发光.对于D电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光.比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器功率为(IAIB)110 V，而D电路中滑动变阻器功率为(IAIB)110 V，所以C电路消耗电功率最小.点评精讲3.串

9、、并联电路的总功率(1)串联电路：P总U总I(U1U2U3)IP1P2P3(2)并联电路：P总UI总U(I1I2I3)P1P2P3即无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和.达标检测解析家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用PUI来计算，C正确.1.(对电功率的理解)如图3所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是 A.PI2R B.PC.PIU D.PI2R123图32.(对焦耳定律的理解)(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内 A.电炉放热与电动机放热相等B.电炉两端电压小于电动机两端电压C.电炉两端电压等于电动机两端电压D.电动机消耗的功率大于电炉的功率123解析设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使PR1PR2，即(3I)2R1