人教版（2019）高中物理必修第三册12.1电路中的能量转化课件(共17张PPT)

(共17张PPT)
第1节 电路中的能量转化
第十二章
(1)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的认识。
(2)通过推导电功公式和焦耳定律，理解电功、电功率和焦耳定律，能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象。
(3)从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解电功和电热的区别和联系。
(4)联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。
教学目标
日常生活中有很多的家用电器，你能举例并说明这些家用电器的能量是怎样转化的吗？
（1）电灯把电能转化成内能和光能：
（2）电热水壶把电能转化成内能：
（3）手机电池充电把电能转化成化学能：
（4）电动机通电时把电能转化为机械能
已知：功是能量转化的量度，则
电能
其它形式的能
做功
那么电流是如何做功的？
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。试根据已学知识，推导电流做的功：
W=qU
q=It
W=UIt
（3）单位：国际—焦耳（J） 1J=1V·A·s
常用—度（千瓦时）
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
1、电功
（1）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。
（2）表达式：W = qU= UIt
一．电功和电功率
不同的用电器电流的快慢不同，
如何描述电流做功的快慢？
2、电功率 P （ P电）
①定义：单位时间内电流所做的功
③单位： 瓦特（W），1W=1J/s
千瓦（kW） 1kW＝103W＝106W
②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）
表明：电流在一段电路上做功的功率P等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
二、焦耳定律——电流热效应
电能全部转化为内能时
Q=W=UIt
又根据欧姆定律，得
???Q=I2Rt
(2)表达式：??????Q=I2Rt
(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度
的平方、导体电阻和通电时间成正比。
1、焦耳定律
计算式：P热=Q/t=I2R
［说明］焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路
1、定义:单位时间内的发热量.
2、热功率
　　热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻R 的乘积
P=Q /t=I2R
2、公式:
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
热功率普适公式
只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．
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，把电能转化为内能和其它形式的能．
两个名词
纯电阻电路：
非纯电阻电路：
纯电阻电路:
电能 → 内能

Q
W
=
（I=U/R）
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
Q+E其它
UIt
I2Rt
（I＜U/R）
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
＞
UIt
I2Rt
三、电路中的能量转化
电能
以电动机为例，能量转化：
机械能
热能
则P电=P机+P损， 得P机=UI-I2Rt
由此可见，对于非纯电阻电路，W>Q,不满足欧姆定律。
问题1．电路中的最值问题
例题1. 如图所示，A、B两灯额定电压都是110 V，额定功率PA=100 W，PB=40 W，接在220 V电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是 ( )



C
例2．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率．
问题2．非纯电阻电路中的电功与电热
P热=1W，P机械=2W
此电动机正常工作时的效率是多少？
η=66.7%
纯
电
阻
电
路
非
纯
电
阻
电
路
电功 = 电热:
电功率=热功率：
电功：W= UIt 大于
电热：Q=I2Rt
电功率：P=UI 大于
热功率：P热=I2R
结论：