【课件】电路中的能量转化 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.1电路中的能量转化电功电能机械能电能内能电流做功功是能量转化的量度电流是如何做功的？静电力对自由电荷做功大小如何？如图，在一段电路中，电路两端电压为U，在t时间内，定向移动电荷量为q，则移动电荷静电力做多少功？若电路中的电流为I，又可以怎样表示静电力做功？静电力做的功为：即：静电力所做功等于这段电路两端电压、电路中电流、通电时间三者的乘积．问题：（3）单位：国际单位制：焦耳简称焦（J）

常用单位有：千瓦时（kW·h）.日常生活中称“度”

1kW·h＝3.6×106J（1）定义：在一段电路中静电力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功．（2）表达式：

（任何电路）（4）物理意义：电能转化为其他形式能的量度。1．电功一、电功和电功率2．电功率（4）物理意义：表示电流做功的快慢．（3）单位：国际单位制：瓦（W），

常用单位：千瓦（kW）．1kW=103W电流在一段电路中所做的功与通电时间的比值（2）表达式：

（任何电路）

（比值定义法）W=UItP=UI（1）定义：一、电功和电功率不同用电器做功的快慢不同，如何描述电流做功的快慢？几种常见家用电器的额定功率用电路29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60一、电功和电功率额定功率:用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）实际电压:用电器实际工作时的电压实际功率:用电器在实际电压下的功率额定电压:用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）一、电功和电功率注:防止用电器烧毁，实际功率不能大于额定功率。

电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?问题：实验：英国物理学家焦耳做了大量实验，并得出结论：导体产生的热量与导体电阻、通过导体的电流、通电时间有关。英国著名物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳理论：W=UItU=IR

Q＝I2Rt1．内容：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R

和通电时间t

三者的乘积．2．表达式：Q＝I2Rt.3．热功率：①单位时间内导体的发热量叫做热功率．②热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R

的乘积．焦耳定律的微观解释

电流通过导体时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的作用下获得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高。

二、焦耳定律

消耗电能和产生热量相等吗？电路消耗的电能（电流做的总功）电功W=UIt电路产生的热量（转化为的内能）电热（焦耳定律）Q＝I2Rt三、电路中的能量转换纯电阻非纯电阻将电能全都转化为内能的电路元件电能部分转化为内能还部分转化为其它形式能量的元件全都由纯电阻元件组成的电路称为纯电阻电路有非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路如：白炽灯、电热丝、被卡住的电动机等如：电动机，电解槽等W电=Q热W电＞Q热三、电路中的能量转换(1)输入功率：电动机消耗的总功率(2)热功率：线圈上电阻的发热功率P入＝UIP热＝I2rP出＝P入-P热=IU－I2r(3)输出功率：电动机将电能转化为机械能的功率，也称机械功率电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率”(4)电动机的效率：三、电路中的能量转换典型考点一电功和电热1．下列关于电功的说法中错误的是(

)A．导体内静电力移送电荷所做的功叫作电功B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C．电流做功消耗的能量，由电源供给D．电功就是电能解析根据电功的定义及特点，可以判断A、B、C均正确；电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能是不同的概念，D错误。本题选说法错误的，故选D。答案解析2．关于电功W和电热Q的说法正确的是(

)A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立解析W＝UIt、Q＝I2Rt适用一切电路，在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W＞Q，B正确，A、C、D错误。答案解析答案解析4．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压UA>UB，则下列说法正确的是(

)A．两灯正常发光时，灯泡的电流IA>IBB．两灯电阻RA<RBC．将两灯串联后接入电路中发光时，灯泡的功率PA<PBD．将两灯并联后接入电路中发光时，灯泡的功率PA′<PB′答案解析典型考点三纯电阻电路中的功率计算5．三只阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10W，现将其中的两只灯泡串联起来后再与第三只灯泡并联接在电路中，如图所示，则整个电路允许消耗的最大功率为(

)A．30W B．20WC．15W D．10W答案解析答案解析答案解析由题图可知，在充电时，通过充电宝的电流也是I，但其电阻未知，所以充电宝的发热功率无法求出