121电路中的能量转化课件高二上学期物理人教版

12.1电路中的能量转化1.对下列电器通电时，都存在能量的转化，是什么能量之间的转化？2.功是能量转化的量度，是谁做功导致了电能转化为其它形式的能？功能关系：电流做功（电场力）做功的过程，电能转化为其它形式能的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式能。一、电流做功的实质电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力的作用下做定向移动，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。意义：电流做功的过程是电势能转化为其他形式的能的过程，即电功是电势能转化为其他形式的能的量度。在静电学中，我们怎样计算电场力做功？如图很小一段电路，电荷从左向右定向移动，所用时间为t，两端的电压为U，电路的电流为I，求这个过程中电场力做的功。推导：电场力做功W＝qU

在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量q=It

即：W＝UIt

二、电功和电功率二、电功和电功率1电功①定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功。②公式：W=UIt（适用于一切电路）电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．③单位：焦耳（J）；千瓦时（Kw·h）1度=1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J电场力做的功就是消耗的电能二、电功和电功率2电功率①定义：电流所做的功与通电时间之比。②公式：（适用于一切电路）③单位：在国际单位制中是瓦（W）；常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。1kW＝103W＝106mW④物理意义：描述电流做功的快慢P=UIW=UIt

二、电功和电功率3额定功率和实际功率①用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，即用电器两端加上额定电压时的功率（也是用电器长期工作的最大功率）②用电器在实际电压下工作的功率是实际功率。通常情况下P实≤P额，电器只有在额定电压下工作时，实际功率才等于额定功率。例1∶一根电阻丝在t时间内通过2C的电量时，消耗电能是8J。则该电阻丝在t时间内电流所做的功W和该电阻丝两端所加电压U分别为（）A.W=8JB.W=16JC.U=4VD.U=8V小试牛刀AC电流所做的功等于消耗的电能，即W=8J；根据W=qU，代入数据得U=4V。全部将电能转化成内能，没有转化其他能量。三、焦耳定律这些用电器消耗电能的方式主要是依靠电阻把电能转化为内能，导体通电时产生热量的现象，称为电流的热效应。若想求解用电器在导体通电时产生了多少热量，该如何计算？三、焦耳定律电热量（电热）等于电功：Q=WW=IUt电功：欧姆定律：U=IRQ=I2Rt纯电阻：全部将电能转化成内能，没有转化其他能量。电功和电热的对比1.电功和电功率 W＝UIt

是电功的计算式，P＝UI

是电功率的计算式，适用于任何电路。2.电热和热功率 Q＝I2Rt

是电热的计算式，P热＝I2R

是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率。一切电流做功的功率电流发热的功率纯电阻电路：只含有电阻的电路，如电炉、电烙铁、白炽灯等。纯电阻电路的特点：电能全部转化为内能。四、电路中的能量转化四、电路中的能量转化用电器的电能完全转化成内能时，但在实际电路中，除了电阻以外还有其他负载，这些用电器的能量转化又是如何呢？

(1)电吹风工作时，将电能转化为什么能？答案：电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能.非纯电阻电路

如图，当电动机接上电源后，会带动风扇转动，这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?①能量变化：电能W

转化+内能Q

机械能（损失的能量）P电=P机+P损②功率变化：P损=P热P电=P机+P热常见非纯电阻电路：含有电动机的电路纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况

电功和电热的关系电功率和热功率的关系欧姆定律是否成立W＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他P＝P热＋P其他即IU＝I2R＋P其他不成立U>IRU=IR+U其他四、纯电阻和非纯电阻实例研究：直流电动机

电动机转动时总电能：W=UIt总功率：P=UI发热Q=I2RtP热=I2R电能电流做功内能+机械能五、应用一：测量电动机的输出功率输出功率为机械功率：电动机的机械效率:实例研究：直流电动机电动机不转时:等效为电阻.探究：高速运转的电动机由于发生机械故障，突然停止转动，可能会发生什么情况？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。【判一判】下列说法是否正确？(1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(2)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的。(3)Q＝I2Rt适用于任何电路求焦耳热。五、应用二：电路设计探究：两个大灯泡，A灯：110V、40W，；B灯：110V、100W怎样连接到220V的照明电路中去，才能正常发光？【例2】

额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的两盏电灯，若接在电压是220V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(

)C【针对训练2】

如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则R1∶R2∶R3是(

)A.1∶1∶1 B.4∶1∶1C.1∶4∶4 D.