12.1电路中的能量转化 课件(共16张PPT)2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(共16张PPT)
§12.1电路中的能量转化
初中时，我们知道
电动机通电时把电能转化为
电热水壶通电时，电能转化为
手机电池充电把电能转化成
温故知新
01
内能
化学能
机械能
静电力对自由电荷做正功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。
正极
负极
-
-
-
+
A
+
+
+
+
+
+
_
_
_
B
_
_
_
_
_
P
-
-
+
电功和电功率
02
问题1：功是能转化的量度，电能转化为其他形式的能，是通过什么做功来实现？
通过电流做功来实现的。
问题2：电流做功怎样理解？或者说电流做功的本质是什么？
电流做功的本质是导体中有恒定电场，自由电荷在静电力作用下定向移动，这个静电力做正功。
问题3：电流做功时能量是怎样转化的？
W=qU（第十章）
q=It（第十一章）
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。
电功
电功和电功率
02
电流做功：W快=W慢
t快单位：瓦特（W)
电功率：表示电流做功快慢
电功和电功率
02
内容：电流通过导体产生的热量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。
q=i2r t
电热的单位：焦耳，简称焦，符号是j
1.焦耳定律
单位：瓦（w）、千瓦（kw）

2.热功率
焦耳定律
03
实验探究
04
探究活动1
电压U 电流I 电功率 热功率
小灯泡 （约10Ω）
注意事项：
（1）电流表外接；
（2）注意电流表、电压表的正负极、选择合适的量程，电压表0-3V；电流表0-0.6A;
（3）连接实物时，开关要断开；
（4）读数时注意是否估读:电压表精确度为0.1V,估读到下一位；电流表精确度为0.02A不估读。
实验器材：灯泡，电压表、电流表、干电池、开关、导线
实验结论：小灯泡的电能全部转化为内能即W电=Q热——UIt=I2Rt
实验探究
04
探究活动1
电压U 电流I 电功率 热功率
小灯泡 （约10Ω）
纯电阻电器
P电=P热 —— UI=I2R
U=IR 满足欧姆定律
通电之后能动起来的用电器，电动机电路中能量的转化是怎么样的呢？
实验探究
04
探究活动2
正常工作 电压U 电流I 电功率 热功率
电动机 （内阻约2.2Ω)
实验探究
04
注意事项：
（1）电流表外接；
（2）注意电流表、电压表的正负极、选择合适的量程，电压表0-3V；电流表0-0.6A;
（3）连接实物时，开关要断开；
（4）读数时注意是否估读:电压表精确度为0.1V,估读到下一位；电流表精确度为0.02A不估读。
实验器材：小风扇，电压表、电流表、干电池、开关、导线
探究活动2
正常工作 电压U 电流I 电功率 热功率
电动机 （内阻约2.2Ω)
实验结论：
电动机正常工作时，将一部分的电能转化为了内能，一部分转化为了机械能即P电=P热+P机
实验探究
04
即：P电>P热 —— UI>I2R
U>IR 不满足欧姆定律
非纯电阻电器
实验探究
04
探究活动3
卡住 电压U 电流I 电功率 热功率
电动机 （内阻约2.2Ω)
实验结论：
当电动机卡住时，消耗的电能全部转化为了内能。
实验探究
04
电动机损耗的能量全部用于内阻生热，即P损=P热
电动机正常工作的能量转化：P电=P机+P损
节约能源
05
从1831年，英国物理学家迈克尔法拉第发现了磁生电的现象，并制造出第一台小型发电机开始。直到21世纪，用电才真正的走入寻常百姓家。现今，我们的生活已经离不开用电。而在电能的利用过程中，能量虽然是守恒的，但像电动机工作过程中电能除了转化成我们需要的机械能外，或多或少还存在损耗，能量的可利用品质降低了。为了能源利用的可持续发展，我们应当深入研究减少用电器能量损耗的方法，为现今世界的能源危机做出一份贡献。
《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
焦耳定律
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=I2R
能量
转化
电动机P损=P热
P电=P机+P损
课堂小结
《思维导图·电势能和电势》
随堂检测
有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.
(1)求这台电动机的内阻；　
(2)求电动机正常工作时的输出功率；
电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，
消耗的总功率P总＝UI＝2×1 W＝2 W
线圈内阻的热功率P热＝I2r＝12×0.5 W＝0.5 W
则电动机正常工作时的输出功率P出＝P总－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W
答案　0.5 Ω　
电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻
答案　1.5 W