物理人教版（2019）必修第三册12.1电路中的能量转化（共20张ppt）

(共20张PPT)
第十二章　电能　
能量守恒定律
1　电路中的能量转化
电能
内能
电能
内能
电能
内能＋机械能
有哪些共同点呢
电磁炉
电饭锅
电水壶
电风扇
电动机
电吹风
洗衣机
电能
内能
电能
内能＋机械能
共同点二：产生热量
共同点一：消耗电能
热量如何计算呢
电能如何转化呢
探究1：电能是如何转化为其他形式的
谁做功？
问题1：电流是如何形成的
电场力
电荷
做正功
电势能减小
电能减小
形成电流
定向移动
电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
问题2：如何计算电流所做的功
如图所示，一段电路两端的电压为 U ，电路中的 电流为 I ，求时间 t 内电流在这段电路中所做的功 W 。
一、电功
W=UIt
1.计算式：
单位：焦耳J ，千瓦时kWh（度）
1度=1kWh=3.6×106J
这是计算电功普遍适用的公式
标量
电功率
1.物理意义：描述电流做功的快慢
单位：瓦特 W
2.定义：电流在一段电路中所做的功与 之比,用P表示
这是计算电功率普遍适用的公式．
探究2：电流通过用电器产生的热量如何计算
　　 1840年，焦耳发表了名为
《论伏打电产生的热》的论文，
详细描述了其实验过程。焦耳用
多种金属导线进行实验，产生的
热量通过水温的上升来计算。通
过实验，他发现了热量和导线中
电流、电阻以及通电时间之间的
关系。
二、焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟 成正比,
跟 及 成正比。
(2)表达式:Q= 。
I2Rt
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
问题1：如果电功将全部的电能都转化为内能，则电功率的计算式应怎样改写？结合焦耳定律的表达式，电功率的计算式会变成怎样？

问题2：P = UI 与 P = I2R有何区别？
指一切电流做功的功率，是总功率。专指电流发热的功率，称为热功率。
探究3：电路中的能量转化
思考：电流通过用电器的过程中，消耗电能，同时产生其他形式的能，这个能量转化的过程就是电流做功的过程，即电功W=UIt，而电流通过导体会产生焦耳热 Q=I2Rt。那么，Q和W一定相等吗？
实例研究：直流电动机
问题：如何测量电动机的电功率和热功率？
需要测量那些物理量？
电路如何设计呢？
测量数据（R= ）
工作状态 U I 电功率 热功率
纯电阻
非纯电阻
纯电阻电路:
非纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
UIt
=
I=U/R
电功 = 电热
：W=Q
= UIt
=I2Rt
=U2t/R
M
W
W 其 +Q
UIt
＞ I2Rt
I＜U/R
电功：W= UIt
电热：Q=I2Rt
电功率：P=UI
热功率：P热=I2R
电功率=热功率：P =P热 = UI = I2R = U2/R
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
电能 → 内能+其它形式的能
例题 一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是5A。这台电动机发热功率与对外做功的功率各是多少
作业：课本p82页 练习与应用第4题