【课件】电路中的能量转化+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.1电路中的能量转化回顾生活中用过的用电器，说明用电器将电能转化成怎样的能量？电能转化为内能电能转化为机械能电能转化为化学能思考：用电器工作时，电能转化为其他形式能。是什么力做功？功是能转化的量度，做功过程伴随着能量变化。截取导线中一小部分研究：电子在电场力的作用下由E向D移动，电场力对电荷做正功，电势能减少，其他形式能增加。电场力对自由电荷做功，也称电流做功，简称电功电场力做功：

W=qU

一、电功电荷量：

q=ItW=UIt（适用：任何电路）单位：焦耳

（J）常用单位有：千瓦时（kW·h）

俗称“度”

1kW·h＝3.6×106J快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？同学说两个档位的电功不同，这种说法正确吗？P=UIW=UIt二、电功率单位：国际单位制：瓦（W）常用单位：千瓦（kW）物理意义：电流做功的快慢．①电器铭牌上的功率是额定功率（也是用电器长期工作的最大功率）②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，用电器只有在额定电压下工作时，才有实际功率等于额定功率。在金属导体中，加速运动的自由电子频繁地与固定粒子碰撞，使粒子热运动加剧，将电能转化为内能三、电热电流通过导体产生的热量.焦耳

用实验直接得到导体产生热量与电流、电阻、时间的关系焦耳定律（电热公式）:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。热功率：Q=I2RtP热＝I2R左面三个用电器和右面两个用电器有什么区别？都主要转化为哪些能？电功和电热是相同的概念吗？电能=内能+机械能电能=内能电功率=热功率电功率>热功率纯电阻电路非纯电阻电路一、纯电阻电路U=IR纯电阻电路满足欧姆定律:电功W

=电热功Q电功率=热功率二、非纯电阻电路电功=其它能量+电热W电

=IUtW（其它形式能）电功>电热不满足欧姆定律(1)

输入功率（总的电功率）：(2)

热功率（电阻的发热功率）：P入＝UIP热＝I2rP出＝P入－P热(3)

输出功率（机械功率）：电动机（非纯电阻元件）(4)电动机的效率：η=X

100%(1)电功率越大，表示电流做功越多．(

)(2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．(

)(3)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．(

)(4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(

)(5)焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路．(

)(6)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝R(U2)没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率．(

)【例1】(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是(

)A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W一定等于QC．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D．电功的另一表达式W＝U2t/R只适用于纯电阻电路【例2】如图所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式：【例3】

下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是(

)A.电流做功越快，电功率越大，电路中产生的焦耳热一定越多B.在非纯电阻电路中，UI>I2RC.电功W＝UIt只在纯电阻电路中适用D.电热Q＝I2Rt只在纯电阻电路中适用【例4】

定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω，在电路中允许消耗的电功率的最大值分别为10W、10W、2W，现将这三个电阻按照如图所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为(

)【例5】有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A.(1)电动机的内阻；(2)电动机输出功率；(3)正常工作时，被卡住，发热功率为？【例6】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．1.(电功和电热)(多选)关于四个公式：①P＝UI；②P＝I2R；③P＝(U2)/R；④P＝(W)/t，下列叙述正确的是(

)A.公式①④适用于任何电路的电功率的计算B.公式②适用于任何电路的热功率的计算C.公式①②③适用于任何电路电功率的计算D.以上均不正确2.在如图所示的电路中，有四盏灯，L1和L2都标有“220V

100W”字样，L3和L4都标有“220V

40W”字样，把电路接通后，最暗的是(

)3.(非纯电阻电路电功和电热的分析)如图所示，定值电阻R