新教材物理必修第三册 12.1 电路中的能量转化 课件（28张ppt）

第1节　电路中的能量转化
1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
学习目标
电熨斗
电烤箱
电饭煲
电热水器
想想他们有什么共同点？
什么是电流的热效应？
导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。
自由电子在电场力的作用下会定向移动而做功，电场力做的功常常说成是电流所做的功，简称“电功”；而不同导体在相同电压作用下电场力做功的快慢程度又是不同的，为了比较电场力做功的快慢，我们引入了“电功率”的概念；同时电流通过导体是会发热的，我们把它叫“电热”。那么以上这些物理量之间有何关系呢？下面我们在复习初中学过内容的基础上进一步来明确这些问题。
如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量　　　．
则电场力做功　　　　　即： 。 　　
W＝UIt
W＝qU
q＝It
一、电功
2.计算公式：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积．
3.单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.
　1kW·h＝3.6×106J
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．
W＝qU ＝ UIt
1.概 念：
3.物理意义：
4.单 位：
　1kW＝103W
　P
＝ W/t
二、电功率
2.表达式：
单位时间内电流所做的功
电功率表示电流做功的快慢．
国际单位“瓦”（W），常用单位“千瓦”（kW）
＝U I
5.额定功率和实际功率
（1）额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率。
（用电器加上额定电压时消耗的功率）
（2）实际功率：用电器在实际工作时消耗的功率。
注:防止用电器烧毁，实际功率不能大于额定功率。
用电器
29吋彩电
电熨斗
电冰箱
微波炉
台灯
额定电压（V）
220
220
220
220
220
额定功率（W）
～150
300～800
100～150
800～1200
40～60
几种常见家用电器的额定功率
三、 电功和电热的关系
电能转化为其他形式能量的过程　　
纯电阻电路
非纯电阻电路
电流做功的实质
电熨斗
电烤箱
电吹风
洗衣机
纯电阻电路:
(电能全部转化为导体内能)
电能 → 内能
W
Q
=
I2Rt
指转化为内能的那部分电能!
指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!
UIt
(U＝IR)
焦耳定律：电流通过导体产生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。
表达式：Q＝I2 Rt
热功率：
表达式：P ＝
单位时间内的发热量。
Q/t
＝ I2 R
两只不同规格小灯泡、开电源，组成一个串联电路。
谁更亮？
M
非纯电阻电路:
电能 →
W
UIt
I2Rt
I＜U/R
说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
＞
Q
W - Q
内能+其它形式的能
1、纯电阻电路中：
2、非纯电阻电路中：
欧姆定律不成立，说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！
计算电功时，只能用W = UIt；计算电功率时，只能用P =UI
计算电热时，只能用Q =I2Rt；计算电热功率时，只能用P =I2R
W =Q，
即UIt =I2Rt，
有
（欧姆定律成立）
计算电功和电热时：
W = Q =UIt
计算电功率和热功率时：
W >Q，
即IUt >I2Rt，
有
=I2Rt
=
P =UI
=I2R =
1、公式W =Uit 和 是电功和电功率的一般表达式，适用于任何用电器，它表示用电器消耗的全部电功和电功率。而W =I2Rt = U2t/R和P =I2R
=U2/R则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的，它们实际上只适用于纯电阻电路。
2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。
注意：
小结：
１．电功
３．电功率
４．热功率
２．焦耳热
常考题型
题组一　?纯电阻电路中的电功和电功率
?
BC
B
C
题组二　非纯电阻电路
题4 规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：
（1）接上220 V电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
（2）如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，电动机消耗的功率和发热的功率。
D　
【注意】 在非纯电阻电路中，只能用W=UIt、P=UI计算电功和电功率，用Q=I 2Rt及P热=I 2R计算热量和热功率。
?
ACD　
额定电压的说明
（1）用电器正常工作时，用电器两端的电压等于额定电压。
（2）P额、I额、U额三个量中，其中任意一个达到额定值，另外两个也达到额定值。
C
谢谢！