2025春《三维设计 物理 必修 第三册 (配人教版)》配套课件1　电路中的能量转化.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2024-12-20,#,1,电路中的能量转化,核心素养点,击,物理观念,(1),通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的认识2),通过推导电功公式和焦耳定律，理解电功、电功率和焦耳定律的内涵科学思维,从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解电功和电热的区别和联系科学态度与责任,(1),能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象2),联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识1,填一填,(1),电流转化为其他形式的能，是通,过,做,功来实现的2),电流做功的实质：导体中,的,对,自由电荷的静电力在做功3),静电力的功：电流在一段电路中所做的功等于电路两端的电压,U,、电路中的电流,I,、通电时间,t,三者,的,即,W,电流,恒定电场,乘积,UIt,2,判断,(1),电功与电能的单位是相同的，因此，电功就是电能,),(2),电流做的功越多，电功率越大,),(3),电流做功的过程实质上就是静电力对自由电荷做功的过程,。

),3,想一想,如,图所,示，已知电路两端的电势差为,U,，电路中的电流为,I,，电荷从左端到达右端所用的时间为,t,，则在,t,时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，电场力做功是多少？,提,示：,由电流的定义式可得通过某截面的电荷量,q,It,，根据静电力做功的公式,W,qU,，可得,W,UIt,1,填一填,(1),焦耳定律：,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方,成,，,跟导体的电阻及通电时间,成,即：,Q,2),热功率：,电流通过导体发热的功率,P,热,3),电路中的能量转化,电动机工作时能量转化关系：电动机从电源获得的能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化,为,功率关系：,P,电,P,机,P,损,电池充电时能量转化关系：电能转化,为,能,和内能,正比,正比,I,2,Rt,I,2,R,内能,化学,2,判断,(1),非纯电阻电路中，电热,Q,的表达式仍为,Q,I,2,Rt,),(2),热功率与电功率是相同的,),(3),电流通过笔记本电脑时，电功与电热不相等,),3,想一想,(1),电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？,提示：,电吹风工作时，把电能转化为内能和机械能。

电熨斗工作时，将电能转化为内能2),公式,W,UIt,、,W,I,2,Rt,应用时应注意什么？,W,UIt,可以计算热量吗？,提示：,W,UIt,普遍适用，而,W,I,2,Rt,只适用于纯电阻电路在纯电阻电路中，可以应用,W,UIt,计算热量，而在非纯电阻电路中不能应用,W,UIt,计算热量,重难释解】,1,串联电路功率关系,(1),各部分电路电流,I,相同，根据,P,I,2,R,，各电阻上的电功率与电阻成正比,(,纯电阻电路,),2),总功率,P,总,UI,(,U,1,U,2,U,n,),I,P,1,P,2,P,n,解题指导：,(1),电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和2),串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比解析,若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为,110 V,，对,A,电路，因为,R,A,R,B,，所以,U,A,U,B,，即,U,B,110 V,，,B,灯将被烧坏；对,B,电路，,U,B,U,并,，,B,灯将被烧坏；对,C,电路，,R,A,可能等于,B,灯与变阻器并联后的电阻，所以,U,A,可能等于,U,B,，等于,110 V,，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为,200 W,；对,D,电路，滑动变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有,U,A,U,B,U,并,110 V,，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为,280 W,。

综上可知，,C,正确答案,C,【素养训练】,1,(2024,广东,1,月学考,),LED,灯是一种新型半导体节能灯已知某型号的,LED,灯珠正常工作时，两端电压为,1.4 V,，电流为,20 mA,一广告牌用该型号,LED,灯珠的总数量为,40 000,颗，那么该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时，消耗的电功率为,(,),A,500 W,B,800 W,C,1 120 W D,1 500 W,解析：,该广告牌上的灯珠全部点亮正常工作时，消耗的电功率为,P,nUI,40,000,1.4,20,10,3,W,1 120 W,，故选,C,答案：,C,2,一,车载加热器,(,额定电压为,24 V),发热部分的电路如,图所,示，,a,、,b,、,c,是三个接线端点，设,ab,、,ac,、,bc,间的功率分别为,P,ab,、,P,ac,、,P,bc,，,则,(,),A,P,ab,P,bc,B,P,ab,P,ac,C,P,ac,P,bc,D,P,ab,P,ac,3,某款高科技的锂离子多功能电池有两路电压输出设计，如,图所,示一路为环状凹槽电极，该路经由电路输出电芯电压，额定电压为,3.7 V,；另一路为与干电池电极完全相同的中心柱状电极，经由变换电路输出额定电压,1.5 V,，下表为该电池的各项参数。

下列说法正确的,是,(,),型号,PH5,标准容量,810 mAh(3.7 V),3 000 mWh(1.5 V),电芯,锂聚合物,输出电流,(,最大,),1 500 mA(3.7 V),2 000 mA(1.5 V),标准电压,DC1.5 V/3.7 V,电池寿命,大于,500,次完全充放电,(,根据使用情况而异,),A,使用环状凹槽电极时，电池的能量是,2 916 J,B,使用环状凹槽电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约,2 h,C,使用中心柱状电极时，电池的电量是,10 800 C,D,使用中心柱状电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约,1 h,【重难释解】,1,纯电阻电路与非纯电阻电路,(1),纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能2),非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能,2,纯电阻电路和非纯电阻电路的比,较,3,电动机的功率和效率,(1),电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，,P,入,UI,2),电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，,P,热,I,2,r,。

3),电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，,P,出,UI,I,2,r,解题指导：,(1),电动机停止转动，电路为纯电阻电路2),电动机正常运转，电路为非纯电阻电路,迁移,发散,上述典例中，若电动机以,v,1 m,/s,匀速竖直向上提升重物，该重物的质量为多少？,(,g,取,10 m/,s,2,),【素养训练】,4,(,多,选,),某电动机正常工作时所加电压,U,220 V,，通过的电流,I,10 A,，电动机线圈电阻,r,0.5,，则电动机正常工作时，下列选项正确的有,(,),A,线圈的发热功率为,50 W,B,线圈的发热功率为,96 800 W,C,电动机消耗的电功率为,2 200 W,D,电动机对外做功的功率为,2 150 W,解,析：,线,圈的发热功率为,P,热,I,2,r,10,2,0.5 W,50 W,，故,A,正确，,B,错误；电动机消耗的电功率为,P,UI,220,10 W,2 200 W,，故,C,正确；电动机对外做功的功率为,P,机械,P,P,热,2 200 W,50 W,2 150 W,，故,D,正确答案：,ACD,答案：,B,6,某电动机提升重物的装置如,图所,示，电源的电压为,120 V,，不计内阻。

重物的质量,m,50 kg,当电动机以,v,0.9 m,/s,的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度,I,5 A,，重力加速度,g,取,10 m/,s,2,，则下列判断不正确的,是,(,),A,电动机消耗功率,600,W,B,电动机的机械功率,450 W,C,电动机线圈电阻为,6,D,电动机线圈电阻为,24,解析,：,电,动机消耗功率,P,UI,600 W,，选项,A,正确，不符合题意；电动机的机械功率,P,机,mg,v,450 W,，选项,B,正确，不符合题意；对电动机,P,P,机,I,2,r,，解得电动机线圈电阻为,r,6,，选项,C,正确，不符合题意，选项,D,错误，符合题意,答案：,D,一、培养创新意识和创新思维,1,某商场安装了一台倾角为,30,的自动扶梯，该扶梯在电压为,380 V,的电动机带动下以,0.5 m/s,的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为,4.9 kW,不载人时测得电动机中的电流为,5 A,，若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同，忽略电动机内阻的热损耗，则不载人时扶梯运行的电功率是多大？若输送一个人的功率为,120 W,，则这台自动扶梯可同时乘载多少人,？,二、注重学以致用和思维建模,2,家电待机耗电问题常常被市民所忽略。

北京市电力公司曾举办,“,计量日进您家,”,活动，免费上门为市民做家庭用电耗能诊断分析在上门实测过程中，技术人员发现电视机待机一天的耗电在,0.2,千瓦时,左,右，小小机顶盒一天的待机耗电更是高达,0.4,千瓦时,据最新统计温州市的常住人口约,1 000,万人，参考下表数据，估算每年温州市家庭用电器待机耗电约,为,(,),A,4,10,6,千瓦时,B.4,10,9,千瓦时,C,4,10,12,千瓦时,D,1,10,13,千瓦时,家庭常用电器,电视机,洗衣机,空调,电脑,户均数量,/,台,2,1,2,1,电,器待机功耗,/(,W,台,1,),10,20,40,40,解析,：,温,州的常住人口约,1 000,万人，平均每户的人口按,3,人计算，温州大约有,330,万户家庭，所有用电器待机的总功率,P,(2,10,20,2,40,40)W,160 W,，温州市家庭用电器待机一年的耗电量为：,W,330,10,4,160,10,3,365,24 kWh,4.62,10,9,千瓦时,，,故,B,正确，,A,、,C,、,D,错误故选,B,答案：,B,3,如,图甲,所示，用充电宝为一电池充电，其等效电路如,图乙,所示。

在充电开始后的一段时间,t,内，充电宝的输出电压,U,、输出电流,I,可认为是恒定不变的，设电池的内阻为,r,，则时间,t,内,(,),解析,：,充,电宝的输出电压为,U,、输出电流为,I,，所以充电宝输出的电功率为,P,UI,，,A,错误；电池充电电流为,I,，所以电池产生的热功率为,P,r,I,2,r,，而充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，,B,、,C,错误；输出的电能一部分转化为的化学能，一部分转化为电池的热能，故根据能量守恒定律可知电池储存的化学能为,W,UIt,I,2,rt,，,D,正确,答案：,D,4,下表是某品牌电动自行车的主要技术参数质,量,m,60 kg,的人骑该电动自行车在水平路面上以,6 m,/s,的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的,0.02,重力加速度,g,取,10 m/,s,2,1),若以这一速度连续行驶,10 min,，电动机至少做多少功？,(2),行驶过程中通过电动机的电流多大,？,整车质量,40 kg,蓄电池工作电压,36 V,最高车速,25 km/h,一次充电电耗,0.6 kWh,电动机效率,75%,充电时间,8 h,最大骑行噪声,62 dB,一次充电连续行驶里程,50 km,“,课时跟踪检测,”,见,“,课时跟踪检,测,(,十七,),”,(,单击进入电子文档,),。