电路中的能量转化课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.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,人教版 高中物理必修三,电路中的能量转化,12.1,1.物理观念,：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，理解电路中能量的转化与守恒；通过推导电功和焦耳定律的表达式，理解电功、电功率和焦耳定律，能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象2.科学思维,：建构含有电动机的电路中的能量分配模型；能从能量的转化与守恒的角度解答非纯电阻电路中的电功、电热问题3.科学探究,：通过实验，了解电动机工作过程中电流与负载的关系4.科学态度与责任,：能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际，避免电路中电流过大而造成危险目标素养,重点,1.电功概念的建立和理解2.电路中的电能与其他形式的能的转化规律难点,应用能量的转化与守恒，构建含有电动机的电路中的能量转化、功率的关系重点难点,导入新课,现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？,01,电功和电功率,新课学习,现代社会离不开电，初中我们学习了家庭电路有关的知识，了解了各种用电器在使用的过程中，可以把电能转化为其他形式的能量。

电热水壶,工作：电能转化为,内能,电动车,充电：电能转化为,化学能,电动机,工作：电能转化为,机械能,电能转化为其它形式的能，是通过,电流做功,来实现的新课学习,电流做功的实质：,恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加能量守恒,）,图,12.1-1,表示一段电路，电荷从左向右定向移动,它,们经过这段电路所用的时间,记为,t,在这段时间内通过这段电路任一截而的电荷量为,q=It,如果这段电路两端的电势差是,U,静电力做的功就是,W=Uq=UIt,电功,（1）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功2),公式,:,W=qU=UIt,(3),国际单位,:,焦耳,(J),常用单位,:,千瓦时,(,kWh,),1kWh3.610,6,J,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）,这个公式表示电流在一段电路中做功的功率P等于这段电路两端的,电压,U与,电流,I的乘积3),单位：在国际单位制中是瓦（W）；千瓦（kW）1kW10,3,W10,6,mW,(4),物理意义：描述电流做功的快慢,P=UI,W=UIt,额定功率和实际功率,额定功率,:,用电器在额定电压下的功率,（铭牌上标出的功率）,实际电压,:,用电器实际工作时的电压,实际功率,:,用电器在实际电压下的功率,额定电压,:,用电器正常工作时电压,（铭牌上标出的电压）,几种常见家用电器的额定功率,用电路,29寸彩电,电熨斗,电冰箱,微波炉,台灯,额定电压,（,V）,220,220,220,220,220,额定功率,（,W）,70,150,300800,100150,8001200,4060,02,焦耳定律,新课学习,初中我们就学过,能量在相互转化或转移的过程中是守恒的，下面我们应用能量守恒定律分析电路中的能,量,转化问题。

电流做功，究竞电能会转化为哪种形式的能,量,，要看电路中具有哪种类型的用电器新课学习,电流通过,电热水器,，电炉等,电热元件,做功时，,电能,全部,转化为导体的,内能,新课学习,焦耳定律：电流通过某导体产生的热量,跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比这个关系式最初是由焦耳通过,实验,直接得到的，物理学中就把它叫作,焦耳定律,焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路新课学习,就是电流发热的功率,由于,W=Q,所以此时电功率,P,热,=I,2,R,（一切电流做功的功率）,总功率,（专指电流发热的功率）,热功率,P=UI,P,热,=I,2,R,热功率：,(1),单位时间内导体的发热量叫做,热功率,;,(2),热功率,等于通电导体中电流,I,的二次方与导体电阻,R,的乘积03,电路中的能量转化,新课学习,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？这种电路又有何特点？,焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况,但是实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载,.,如电动机新课学习,（,1,）,纯电阻电路：,只含有电阻的电路,如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。

2,）非纯电阻电路：,电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路纯电阻电路和非纯电阻电路的比较,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,W,Q,即,IUt,I,2,Rt,t,W,Q,E,其他,UIt,I,2,Rt,E,其他,电功率和热功率的关系,P,P,热,，即,IU,I,2,R,P,P,热,P,其他,即,IU,I,2,R,P,其他,欧姆定律是否成立,U,IR,I,成立,U,IR,I,不成立,新课学习,电动机,是一种,非纯电阻,用电器，它把电能转化为机械能和热能,在电路计算中，欧姆定律,不,再适用,新课学习,1,输入,功率：电动机的总功率,；,P,总,UI,2,输出,功率：电动机做有用功的功率,；,3,热,功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热,；,P,热,I,2,r,4功率,关系,：,P,总,P,出,P,热,5电动机的,效率,：,求解电动机问题,例题,一台电动机，线圏的电阻是0.4,当,它两端所加的电压为220 V时，通过的电流是5 A这台电动机发热的功率与外做功的功率各是多少？,分析,：,本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P,电,、电动机发热的功率P,热,和对外做功转化为机械能的功率P,机,。

三者之间遵从能量守恒定律，即P,电,=P,机,+P,热,解,：,由焦耳定律知，电动机发热的功率为 P,热,=I,2,R=5,2,x0.4W=10W,电动机消耗的电功率为 P,电,=UI=220 x 5 W=1100 W,根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P,机,=P,电,-P,热,=1 100W-10 W=1090W,这台电动机发热的功率为10W,対外做功的功率为1090 W,课堂小结,思维导图,电势能和电势,电路中的,能量转化,电功率,P=UI,做功的快慢,电功,W=UIt,（适用于一切电路）,焦耳定律,电热：,Q=I,2,Rt,热功率：,P,热,=I,2,R,能量,转化,P,电,=P,机,+P,热,。