【物理课件】电路中的能量转化 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.1电路中的能量转化人教版（2019）高中物理（必修第三册）第十二章电能能量守恒定律老师：

授课时间：第2页课堂导入现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是通过什么途径转化的吗?通过电流做功来实现，即导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。一、电功3.单位：

2.表达式：4.物理意义：

适用于一切电路1kWh=

J3.6×106常用单位千瓦时(kWh）国际单位焦耳(J)反映了“消耗了多少电能”即有多少电能转化为其他形式的能。二、电功率（P）4.单位：瓦（W）3.表达式：

适用于一切电路1.物理意义：反映电流做功的快慢！第3页知识讲解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．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）70～150300～800100～150800～120040～60几种常见家用电器的额定功率第4页知识讲解三、电热（Q）1.定义:电流通过导体产生的热量.2.大小:Q=I2Rt英国物理学家焦耳通过实验所测得：电流通过导体产生的热量Q与电流I的二次方成正比，跟导体的电阻R

和通电时间t成正比。四、热功率（P热）2.公式:1.定义:单位时间内的发热量.第5页知识讲解纯电阻:电能

→

内能非纯电阻:电能

→

内能

+

其它形式的能Q=I2RtW=UIt=WW-QQUItI2Rt＞电功率=热功率：P=P热

=UI=I2R电功率：P=UI热功率：P热=I2R其它形式功率：P其它=UI-I2R说明：欧姆定律适用于纯电阻！注意：欧姆定律不适用于非纯电阻！RM第6页知识讲解纯电阻电热毯热水器烤箱电烙铁白炽灯第7页知识讲解非纯电阻电风扇电吹风破壁机无人机电脑电冰箱第8页知识讲解(1)输入功率：电动机消耗的总功率

P入＝UI(2)热功率：

线圈上电阻的发热功率

P热＝I

2r(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P出＝P入-P热=IU－I2r电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率”(4)电动机的效率：注意：当电动机的转子被卡住时，就变成了纯电阻。第9页知识讲解例题：如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N。忽略一切摩擦，求：(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？电动机线圈上消耗的热功率为P热＝I2r＝1W。答案1W第10页课堂检测(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？电动机的输入功率就是电流通过电动机做功的功率，即P入＝UI＝5×1W＝5W电动机的输出功率就是电动机对外做功的功率，根据P入＝P出＋P热得P出＝P入－P热＝5W－1W＝4W。答案5W

4W第11页课堂检测(3)10s内电动机可以把物体A匀速提升多高？设物体A的重力为G，t＝10s内物体A上升的高度为h，根据能量守恒得P出t＝Gh答案2m第12页课堂检测(4)这台电动机的效率是多少？答案80%第13页课堂检测

例5.小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1Ω)与规格为“4V

4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，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；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率.课堂检测第14页1.A、B两灯的额定电压都是110V，A灯的额定功率PA＝100W，B灯的额定功率PB＝40W，若将两灯同时接入电压恒为220V的电路中，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图甲、乙所示的两种电路，则甲、乙两电路消耗的电功率之比为A.2∶7 B.2∶5C.5∶7 D.3∶7√课堂检测第15页把相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节滑动变阻器使灯泡均正常发光，两电路所消耗的电功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论正确的是A.P甲＝3