2022-2023学年新教材高中物理第12章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课件新人教版必修第三册

1、第十二章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升目标体系构建1理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。2理解电热和电热功率，关注焦耳定律在生产、生活中的应用。3从能量转化和守恒的角度理解电功和电热的区别。【学习目标】【思维脉络】课前预习反馈 1电能转化为其他形式的能，是通过_做功来实现的。2电流做功的实质：导体中的_对自由电荷的静电力在做功。3静电力的功：电流在一段电路中所做的功等于电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的_。即W_。知识点 1电功和电功率电流恒定电场乘积UIt4电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电

2、_之比。(2)定义式：P_。(3)电功率表达式：P_。(4)单位：电功的单位是_(J)，电功率的单位是_(W)。时间UI焦耳瓦特1焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_，跟导体的电阻及通电时间成_。即Q_。2热功率：电流通过导体发热的功率P热_。知识点 2焦耳定律正比正比I2RtI2R1电动机工作时能量转化关系：电动机从电源获得的能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为_。2功率关系：P电_。3电池充电时能量转化关系：电能转化为_能和内能。知识点 3电路中的能量转化内能P机P热化学预习自测判一判(1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。()(2)电功与电能不同，电流做功的过程

3、就是电能向其他形式的能量转化的过程。()(3)电功率越大，表示电流做功越多。()(4)焦耳定律的表达式为QI2Rt，此式适用于任何电路。()选一选如图所示，一幢居民楼里住着生活习惯各不相同的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()C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。想一想家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的钨丝制成的。下列三幅漫画生动地描绘了一位学生的经历，下图中坏的灯泡“

4、比原来更亮”的原因是什么？课内互动探究用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？提示：通电导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多。由焦耳定律QI2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。串、并联电路中电功率的分析与计算情景导入探究 一要点提炼3结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。(1)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比关系还是反比关系。(2)当分析用电器的功率问题时，一定要注意用电器的安

5、全，即不要超过用电器的额定电压、额定电流。特别提醒(2021广东省惠州市高二上学期期末)额定电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个()典例1典例剖析C思路引导：由于题目电压已定，取最小电流功率最小，但需保证用电器都正常工作。解析：电路要正常工作且消耗功率最小，则P总U总I总可知I总越小越好，但不能小于A的额定电流，故A可在干路中而B所需电流要小，可并联电阻分流从而得到正常工作的最小电流及最小功率，故选C。1(2021吉林省吉林二中高二上月考)在高速公路隧道内两侧的电灯

6、泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，在考虑温度对电阻影响的情况下，下列说法正确的是()A两个灯泡串联B两个灯泡并联C每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一D每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一A如图电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。请思考：(1)电风扇工作时，将电能主要转化为什么能？(2)电熨斗工作时，将电能主要转化为什么能？提示：(1)机械能(2)热能纯电阻电路与非纯电阻电路情景导入探究 二1两种电路的比较要点提炼2电功、电热、电功率、热功率的比较【注意】(1)正确识别纯电阻电路与非纯电阻电路，明确各公式的适用条件及电功和电

7、热的关系。(2)电动机电路不是纯电阻电路，但被卡住时则为纯电阻电路。欧姆定律只适用于纯电阻电路。规格为“220 V36 W”的排气扇，线圈电阻为40 ，求：(1)接上220 V电压后， 排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。思路引导：审题时应把握以下三点：(1)发热功率为P热I2R。(2)机械能的功率为：P机P电P热。(3)电动机不转动时，可理解为纯电阻。典例 2典例剖析答案：(1)35 W1 W(2)1 210 W1 210 W【归纳】(1)对于非纯电阻电路(如电动机)，总功率P总IU，电热功率P热I2R，通常机械功

8、率从能量守恒定律得出P机P总P热。(2)电动机输出的机械功率还可以用P机F牵v求得。(3)流过电动机的电流是解题的关键，但整体不能用欧姆定律求解，通常要用电路规律间接求解。2(多选)(2021新疆实验中学高二第一学期期末)如图所示，定值电阻R20 ，电动机线圈的电阻R01.0 ，当开关S断开时，电流表的示数是1.0 A。当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数为2.0 A。则()A电路电压为20 VB电路的发热功率为20 WC电动机的输出功率为19 WD电动机的效率是95%对点训练ACD核心素养提升1非纯电阻电路两端所加电压U1与其电阻部分的电压U2不等，U1U2。2不

9、管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，其功率PUI恒成立，P热I2R也恒成立，但在非纯电阻电路中，PP热，不能用错公式。3为避免错误，可以从能量转化与守恒的角度进行判断，不要盲目下结论。4当电动机不转时(刚启动或被卡住)时电动机所在电路为纯电阻电路，满足欧姆定律。此时的电流是电动机的最大电流。误区警示案例A错解：B或C或D错因分析：错解B：不清楚在非纯电阻电路中公式UIR不再成立，错选B项；错解C：由WIUt判断出W1W2，考虑到电动机有机械能输出，由能量的转化与守恒判断得Q1Q2，误认为C正确；错解D：正确判断出U1U2后，由WIUt得W1W2，由QIUt，得Q1Q2，错选D项。正确解答：电动机正

10、常工作时其电路是非纯电阻电路，其两端电压U2IRU1，B错误；电流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W1W2，C错误；产生的热量由QI2Rt可判断Q1Q2，A正确，D错误。课堂达标检测1(2021宁波诺丁汉大学附属中学高二下学期期中)如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有()APUIBPI2(R1R2)CPUIDPI2(R1R2)D解析：电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小应该用PIU来计算，所

11、以总功率PIU，所以AC错误；电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为I2(R1R2)，吹风机的总功率PIU要大于发热部分的功率，所以B错误，D正确。2(2021山东潍坊二中高二上学期质检)有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V，100 W”字样，L3和L4都标有“220 V，40 W”字样，把电路接通后，亮度最暗的灯泡是()AL1BL2CL3DL4解析：根据串联电路的电压分配原则知L2、 L3两端的电压最小，L4两端的电压最大。根据并联电路的电流分配原则知通过L3的电流小于通过L2的电流。由此可知L4最亮，L1次之，L3最暗。选项C正确。C3(2021广东省江门市高三模拟)扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10 V、电流为3 A、线圈电阻为1 。则下列有关它的说法正确的是()A正常工作时，电动机的发热功率为100 WB正常工作时，电动机的输出功率为9 WC正常工作时，电动机的总功率为30 WD电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的热功率为9 WC4(2021山东菏泽一中期中考试)如图所示，A为电解槽