12.1 电路中的能量转化 课件(共31张PPT) 人教版（2019）必修第三册

(共31张PPT)
电路中的能量转化（第1课时）
册 别：必修3
学 科：高中物理（人教版）
电能 内能
生活中的能量转化
电能 机械能+内能
生活中的能量转化
生活中的能量转化
电能 化学能+内能
探究一：电能是如何转化为其他形式的能
功是能量转化的量度
重力势能变化 重力做功
动能变化 合力做功
弹性势能变化 弹力做功
电能变化 __ __力做功
探究一：电能是如何转化为其他形式的能
U
＋
－
E
F
一、电功
1.电功:实质上是导体中的恒定电场
的电场力对自由电荷做功
电功的大小如何计算？
W=qU
q=It
W=UIt
一、电功
1.电功:实质上是导体中的恒定电场
的电场力对自由电荷做功
2.公式：W=UIt
3.单位：焦耳 J(国际单位)
kw.h
一、电功
1.电功:实质上是导体中的恒定电场
的电场力对自由电荷做功
2.公式：W=UIt
3.单位：焦 耳 J (国际单位)
千瓦时 kw.h（常用单位）
1kw.h=3.6×106J
块炖 慢炖
是不是块炖的电功比慢炖的多？
二、电功率
1.定义：电流在一段电路中所做的功
与时间的比值
2.物理意义：描述电流做功快慢的物理量
3.定义式：P= =UI
4.单位: 瓦特 W
探究二：电流通过用电器产生的热量如何计算
三、焦耳定律
1.内容：电流通过导体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。
2.公式：Q=I2Rt
3.热功率： P= =I2R（电流产热的快慢）
电功和电热的理解
电功：消耗电能的量度
电热：消耗电能产生热的量度
Q=I2Rt
W=UIt
额定功率 P=55w
额定电压 U=220v
额定电流I= =0.25A
测量电风扇正常工作和卡住时的电功率
实验验证：为什么电风扇卡住容易发生火灾？
需要测量哪些物理量呢？
电路如何设计？
P=UI
M
数字
电压表
电流表
电风扇
方案设计：
工作状态 电压U 电流I
叶片转动 2.0v 0.121A
叶片不转动 2.0v 0.537A
工作状态 电压U 电流I
叶片转动 2.5v 0.183A
叶片不转动 2.5v 0.663A
实验验证：为什么电风扇卡住容易发生火灾？
电动机卡住不转动时，电流会增大很多。
工作 状态 电压 U/v 电流 I/A 电功率P/W 热功率P/W 电阻 R/Ω U/I
Ω
叶片 转动 2.0 0.121A
2.5 0.183A
叶片 不转动 2.0 0.537A
2.5 0.663A
探寻规律：
R=
0.242W
3.6Ω
3.6Ω
3.6Ω
3.6Ω
0.458W
1.074W
1.657W
0.053W
0.121W
1.038W
1.582W
16.5Ω
13.7Ω
3.7Ω
3.7Ω
电动机转动 P电>P热
电动机不转动 P电=P热
R<
纯电阻元件：
电能全部转化为内能
电能 内能
纯电阻元件：
电能全部转化为内能
W=Q P电=P热UI
I= I (欧姆定律适用）)W=Q =I2Rt I=
W=Q=UIt=I2Rt=
P电=P热=UI=I2R=
2
2
工作 状态 电压 U/v 电流 I/A 电功率P/W 热功率P/W 电阻 R/Ω U/I
Ω
叶片 转动 2.0 0.121A
2.5 0.183A
叶片 不转动 2.0 0.537A
2.5 0.663A
探寻规律：
R=
0.242W
3.6Ω
3.6Ω
3.6Ω
3.6Ω
0.458W
1.074W
1.657W
0.053W
0.121W
1.038W
1.582W
16.5Ω
13.7Ω
3.7Ω
3.7Ω
电动机转动 P电>P热
电动机不转动 P电=P热
R<
非纯电阻元件：
部分电能转化为内能
电能 内能+其他形式的能
非纯电阻元件：
部分电能转化为内能
W=Q+E其他 P电>P热U UI>I2R
I< (欧姆定律不适用）)W=Q UIt=I2Rt I=
W=UIt P电=UI
Q=I2Rt P热=I2R
输出功率的计算
P电=P热+P出
工作 状态 电压 U/v 电流 I/A 电功率P/W 热功率P/W
叶片 转动 2.0 0.121A 0.242W 0.053W
2.5 0.183A 0.458W 0.121W
如何求电风扇的输出功率？
输出功率
P/W
0.189W
0.337W
P出=P电-P热
机械效率的计算
机械效率
η
η=
74%
78%
课堂小结
Q=I2Rt P热=I2R
二、焦耳定律
课堂小结
一、电功和电功率
W=UIt P=UI
三、电路中的能量转化
1、纯电阻：W=Q UIt=I2Rt I= 、
2、非纯电阻：W=Q+E其他 UIt>I2Rt I<