2024-2025学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律第一节电路中的能量转化学案新人教版必修3

PAGE1-第1节电路中的能量转化学习目标1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．2．理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．3．理解电功率和热功率．4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．重点难点1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点)2．理解电功和电热的区分，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)3．理解电功率和热功率．(重点)4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．(难点)自主探究一.电功和电功率1.电热水壶工作时，①能转化为②能。2.在恒定电场中，电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的③做功。3.若通过热水壶的电流为，热水壶两端的电压为，经过时间电流做的功④，功率⑤。二.焦耳定律1.焦耳定律的内容和表达式。（1）内容：⑥（2）表达式⑦2.电流的发热功率⑧三.电路中的能量转化1.电动机接上电源后，会带动风扇转动，从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得的能量，一部分转化为⑨，一部分转化为⑩。2.设电动机消耗的功率为，电动机对外做功，输出的功率为，另外，电动机工作时自身也有能量损失，对应的功率为，他们之间满意⑪。3.设电动机两端的电压为，通过电动机线圈的电流为，可知⑫4.电动机刚停止工作时，我们发觉外壳是热的，说明工作时有电能转化为内能。设电动机线圈的电阻为，可知⑬5.电动机线圈有电阻，所以有一部分电能转化为内能，而这一部分属于能量损失，忽视摩擦以及空气阻力，则有⑭6.正在充电的电池，电能除了转化为⑮之外，还有一部分转化为⑯。答案：①电②内③静电力④⑤⑥电流通过导体产生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⑦⑧⑨内能⑩机械能⑪⑫⑬⑭⑮化学能⑯内能探究思索【典例一】有一个电风扇,额定电压为U,额定功率为P,电动机线圈的电阻为R,把它接入电压为U的电路中,下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()

A. B.

C. D.以上三种方法均正确解析：答案：A解析：依据电功率公式,可得电路中的电流;由焦耳定律,得时间t内产生的热量,故A正确.【典例二】下列关于电功和电热的说法正确的是(

)A.在任何电路中都有、,且

B.在任何电路中都有、,但不确定等于

C.、均只有在纯电阻电路中才成立

D.在任何电路中都成立,只在纯电阻电路中才成立解析：非纯电阻中,W=UIt用来求电功;Q=I2Rt用来求电热,但W>Q;只有在纯电阻电路,依据能量守恒电功和电热电相等,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算,故A错误;B正确;W=UIt可用于任何电路求总电功;而Q=I2Rt可以适用任何电路求热功,故CD错误;故选B.学问梳理1.电功公式：单位：焦耳，简称焦，符号2.电功率公式：适用于任何电路单位：瓦特，简称瓦，符号3.电热焦耳定律：热功率：随堂训练1.两只电阻的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是(

)

A.两电阻的阻值为大于

B.两电阻串联在电路中时,两端电压大于两端电压

C.两电阻串联在电路中时,消耗的功率小于消耗的功率

D.两电阻并联在电路中时,的电流小于的电流2.两根由同种材料制成的匀称电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L,直径为2d,那么通电后,A、B在相同的时间内产生的热量之比为(

)A.QA:QB=1:1

B.QA:QB=2:1

C.QA:QB=1:2

D.QA:QB=4:13.有一台标有“220V50W”的电风扇,其线圈电阻为0.4Ω,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中,正确的是(

)A.

B.

C.

D.4.有四盏灯,接入如图电路中,、都标有“”字样,、都标有“”字样,把电路接通后,下列说法正确的是:(

)A.和一样亮

B.和一样亮

C.比亮

D.比

答案1.答案：C解析：A.由下图可知,

当电流相同时,两端的电压大于两端的电压,即,

由欧姆定律得:所以当电流相同时,电压越大,导体的电阻就越大,即.故A错误;

B.两电阻串联在电路中时,电流相等,依据A的分析可知:即,故B错误;

C.两电阻串联在电路中时,电流相等,依据可知:消耗的功率小于消耗的功率,故C正确;

D.两电阻并联在电路中时,电压相等,依据得:的电流大于的电流,故D错误.

故选C.2.答案：B解析：两电阻丝直径之比为1:2,则横截面积之比为1:4,依据电阻定律可知,电阻之比为2:1,依据,由于电流相等,通电时间相等,则产生的热量之比等于它们的电阻之比,即B正确。3.答案：C解析：电流,电风扇正常工作时产生的电热是由于内阻发热产生的,所以每分钟产生的热量为故选C.4.答案：D解析：依据可知，、的电阻为484欧姆，、的电阻为1210欧姆。、并联，依据并联电阻的特点，总电阻将小于最小电阻484欧姆