人教版高中必修三第十二章第1节《电路中的能量转化》课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第十二章 电能 能量守恒定律　
第1节 电路中的能量转化
人教版 高中物理必修三
1 素养目标
2 新课导入
3 新课讲解
4 课堂小结
5 当堂小练
目录
CONTENTS
素养目标
物理观念
电功、电热、电功率和焦耳定律。
科学思维
采用对比法理解电功与电热的区别与联系。
科学探究
能从能量的转化角度推导焦耳定律。
科学态度与责任
了解科学技术与社会环境的关系，具有节约能源的意识
新课导入
电能转化为其它形式的能 电流做功
电动机通电时把电能转化为机械能；
电热水壶通电时，电能转化为内能；
手机电池充电把电能转化成化学能；
新课讲解
电功和电功率
1.电功
实质：
等于恒定电场对自由电荷的静电力在这段电路中做的功
公式：
意义：
电功是电能转化为其他形式的能的量度
适用一切电路
新课讲解
1.电功
（5）标量,单位： J 1kWh=3.6×106J
（6）测量方法：电能表、伏安法等。
（4）决定因素：电功与通过用电器的电量（通过用电器的电流和通电时间）和用电器两端的电压成正比。
电功和电功率
新课讲解
2.电功率
电功和电功率
定义：
电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值
公式：
单位：
瓦特（W） (1kW=103W)
意义：
电功率表示电流做功的快慢
新课讲解
电功和电功率
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）
额定功率:用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）
P额是个定值，P实是个变值，P额≥P实 .
新课讲解
焦耳定律
1.原理
导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流热效应，产生的热量叫电热
2.电热的实质
电热的实质是电能通过电流做功转化为内能
新课讲解
焦耳定律
3.焦耳定律：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。
4.热功率：单位时间内的发热量
（专指电流发热的功率）
新课讲解
焦耳定律
5.焦耳定律的微观解释
电流通过导体时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的作用下获得的动能不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高。
新课讲解
焦耳定律
新课讲解
焦耳定律
新课讲解
电路中的能量转化
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，白炽灯等．服从欧姆定律
W＝Q UIt＝ I2Rt
P电＝P热 UI＝ I2R
新课讲解
电路中的能量转化
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．消耗的电能不全部转化为热能。 不服从欧姆定律。
新课讲解
电路中的能量转化
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
IUt
=
I=U/R
非纯电阻电路:
电能 → 内能和其它形式的能
W
W其+Q
IUt
I2Rt
I＜U/R
说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
＞
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
指转化为内能的那部分电能!
R
M
新课讲解
电路中的能量转化
纯电阻电路:
非纯电阻电路:
I=U/R
电功 = 电热:
W=
IUt =
=I2Rt
U2t/R
电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热
I＜U/R
电功：W= IUt
电热：Q=I2Rt
电功率：P = IU
热功率：P热=I2R
R
M
=Q
新课讲解
电路中的能量转化
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＝I2r
4．功率关系：P总＝P出＋P热
5．电动机的效率：
电动机问题
新课讲解
电路中的能量转化
电功与电热的计算公式比较:
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=I2Rt
热功率：P热=I2R
能量
转化
P电=P机+P热
当堂小练
1.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。图是电饭锅的电路图，R1 是电阻，R2 是加热用的电阻丝。
（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。
（2）要使电饭锅在保温状态下的R2功率是加热状态的一半，R1：R2 应该是多少？
当堂小练
2.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω，当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且能正常工作．求：
(1)它的额定输入功率多大？
(2)工作时由导线发热损失的功率多大？
(3)它的最大输出功率多大？
当堂小练
3.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）