物理人教版2019必修第三册12.1电路中的能量转化（共18张ppt）

(共18张PPT)
12.1 电路中的能量转化
新课引入：
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。
在静电学中，我们怎样计算电场力做功？
一、电功和电功率
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：则电场力做功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
1．电功
（1）电功定义：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．
（3）单位：焦（J） 常用单位有千瓦时（kW·h）
　1kW·h＝ J
（2）公式 W＝UIt
3.6×106
适用范围：普遍适用
2．电功率——表示电流做功的快慢
（1）定义：单位时间内电流所做的功
（3）单位：瓦（W）, 常用单位：千瓦（kW）
　1kW＝103W
（2）公式：
电流通过各种仪器做功的同时，都会产生热量，产生的热量跟哪些因素有关？是什么关系？
1．内容：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积.
适用范围：普遍适用
　
二、焦耳定律
2．表达式：Q＝I2Rt.
3．热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率．
P＝＝I2R.
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
电功和电热是不一个概念？他们之间是什么关系？
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。
W=Q
即：UIt =I2Rt
即：U=IR
纯电阻电路，欧姆定律成立。
三、电路中的能量转化
电功和电热是不一个概念？他们之间是什么关系？
非纯电阻电路：电路中含有电动机或有电解槽的电路．
非纯电阻电路的特点：
电能只有一部分转化为内能
W=Q+E其它
即：UIt >I2Rt
即：U>IR
非纯电阻电路，欧姆定律不成立。
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＝I2Rt＝ W＝Q＋E其他
UIt＝I2Rt＋E其他
电功率和热功率的关系 P P热， 即IU＝I2R＝ P＝P热＋P其他
即IU＝I2R＋P其他
欧姆定律是否成立 U＝IR　I＝ 成立 U＞IR　I＜ 不成立
＝
答案
1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V 40W”的灯泡，下列说法正确的是（　　）
A．接在110V的电路上时的功率为20W
B．接在110V的电路上时的功率为10W
C．接在440V的电路上时的功率为160W
D．接在220V的电路上时的功率为80W
B
2．改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用。根据图中铭牌上提供的信息，判断在24小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是（　　）
A．电风扇比电冰箱消耗电能多
B．电冰箱比电风扇消耗电能多
C．电风扇与电冰箱消耗电能一样多
D．电冰箱比电风扇消耗电能可能多，也可能少
A
3．如图为2017年5月戴森公司发售的360 Eye扫地机器人．360 Eye内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充满一次电可供其运行的时间为45min．已知360 Eye扫地机器人额定功率54W，则下列说法正确的是（ ）
A．扫地机器人正常工作时的电流是2.25A
B．扫地机器人正常工作时额定电压为18V
C．扫地机器人工作时的内阻为6Ω
D．扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105J
B
4．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A，B并联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（　　）
A．QA:QB=1:2
B．QA:QB=2:1
C．QA:QB=1:1
D．QA:QB=4:1
A
5．如图为某两个电阻的U-I图像，则阻值之比R1:R2，把两电阻串联后接入电路，则消耗功率P1:P2，并联后接入电路，消耗功率之比P1':P2'，分别为（　　）
A．2:1 1:2 2:1
B．2:1 2:1 1:2
C．1:2 1:2 2:1
D．1:2 2:1 1:2
B
6．如图所示，电阻R和内阻也等于R的电动机M串联接到电路中，接通开关后，电动机正常工作。设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2。在t时间内，电流通过电阻R做功W1、产生热量Q1，电流流过电动机做功W2、产生热量Q2，则有（　　）
A．W2=Q2
B．W1=W2
C．Q1=Q2
D．U1=U2
C
8．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m = 50kg，电源电压U = 100V，不计各处的摩擦，当电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I = 5A，g取10m/s2，由此可知（ ）
A．电动机线圈的电阻r = 2Ω
B．电动机线圈的电阻r = 1Ω
C．此过程中无用功为50J
D．该装置的效率为80%
A
9．高二教室中有一台电风扇，其电动机内电阻是20 ，接上220V的恒定电压后，电风扇正常工作，消耗的总功率是66W，则此时（　　）
A．电风扇电动机是纯电阻电路
B．通过电风扇电动机的电流大小为11A
C．电风扇电动机机械功率为60W
D．若接上电源后电风扇扇叶被卡住而不能转动，则此时电风扇电动机发热功率为2420W
D