电路中的能量转化 【 备课精讲精研 】 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电路中的能量转化（第1课时）册别：必修3学科：高中物理（人教版）电能

内能生活中的能量转化电能

机械能+内能生活中的能量转化生活中的能量转化电能

化学能+内能探究一：电能是如何转化为其他形式的能功是能量转化的量度重力势能变化

重力做功

动能变化

合力做功

弹性势能变化

弹力做功

电能变化__?__力做功探究一：电能是如何转化为其他形式的能U＋－EF一、电功1.电功:实质上是导体中的恒定电场

的电场力对自由电荷做功电功的大小如何计算？W=qU

q=ItW=UIt一、电功1.电功:实质上是导体中的恒定电场

的电场力对自由电荷做功2.公式：W=UIt3.单位：焦耳

J(国际单位)

kw.h一、电功1.电功:实质上是导体中的恒定电场

的电场力对自由电荷做功2.公式：W=UIt3.单位：焦

耳

J(国际单位)千瓦时kw.h（常用单位）1kw.h=3.6×106J块炖

慢炖是不是块炖的电功比慢炖的多？二、电功率1.定义：电流在一段电路中所做的功

与时间的比值2.物理意义：描述电流做功快慢的物理量3.定义式：P=

=UI4.单位:瓦特

W探究二：电流通过用电器产生的热量如何计算三、焦耳定律1.内容：电流通过导体的热量跟电流的二次方

成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。2.公式：Q=I2Rt3.热功率：P==I2R（电流产热的快慢）电功和电热的理解电功：消耗电能的量度电热：消耗电能产生热的量度Q=I2RtW=UIt额定功率P=55w额定电压U=220v额定电流I==0.25A测量电风扇正常工作和卡住时的电功率实验验证：为什么电风扇卡住容易发生火灾？需要测量哪些物理量呢？电路如何设计？P=UIM数字电压表电流表电风扇方案设计：工作状态电压U电流I叶片转动2.0v0.121A叶片不转动2.0v0.537A工作状态电压U电流I叶片转动2.5v0.183A叶片不转动2.5v0.663A实验验证：为什么电风扇卡住容易发生火灾？电动机卡住不转动时，电流会增大很多。工作状态电压U/v电流I/A电功率P/W热功率P/W电阻R/ΩU/IΩ叶片转动2.00.121A2.50.183A叶片不转动2.00.537A2.50.663A探寻规律：R=

0.242W3.6Ω3.6Ω3.6Ω3.6Ω0.458W1.074W1.657W0.053W0.121W1.038W1.582W16.5Ω13.7Ω3.7Ω3.7Ω电动机转动

P电>P热电动机不转动

P电=P热

R<

纯电阻元件：电能全部转化为内能电能

内能纯电阻元件：电能全部转化为内能W=QP电=P热UI

I=I(欧姆定律适用）)W=Q=I2RtI=W=Q=UIt=I2Rt=P电=P热=UI=I2R=22工作状态电压U/v电流I/A电功率P/W热功率P/W电阻R/ΩU/IΩ叶片转动2.00.121A2.50.183A叶片不转动2.00.537A2.50.663A探寻规律：R=

0.242W3.6Ω3.6Ω3.6Ω3.6Ω0.458W1.074W1.657W0.053W0.121W1.038W1.582W16.5Ω13.7Ω3.7Ω3.7Ω电动机转动

P电>P热电动机不转动

P电=P热

R<

非纯电阻元件：部分电能转化为内能电能

内能+其他形式的能非纯电阻元件：部分电能转化为内能W=Q+E其他

P电>P热UUI>I2RI<

(欧姆定律不适用）)W=QUIt=I2RtI=

W=UIt

P电=UI

Q=I2Rt

P热=I2R

输出功率的计算P电=P热+P出工作状态电压U/v电流I/A电功率P/W热功率P/W叶片转动2.00.121A0.242W0.053W2.50.183A0.458W0.121W如何求电风扇的输出功率？输出功率P/W0.189W0.337WP出=P电-P热机械效率的计算机械效率ηη=74%78%课堂小结Q=I2RtP热=I2R二、焦耳定