人教版（2019）物理必修三 12.1电路中的能量转化课件（23张PPT）

(共23张PPT)
2022物理新课课件
12.1
电路中的能量转化
1
核心素养
新课引入
课堂合作探究
考点题型归纳
2
3
4
CONCENTS
目
录
01
核心素养
核心素养
1、理解电能转化为其他形式能是通过电流做功来实现的，加深对功与能关系的认识。
2、通过电功和焦耳定律公式的推导，理解电功和电热的区别和联系，并会计算电功率和热功率。
3、联系生活中电风扇、洗衣机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论与实际问题联系的意识。
02
新课引入
新课引入
你知道以下电器如何工作原理吗？它们有什么共同点？
电子驱蚊器
电熨斗
空调
铅蓄电池
洗衣机
以上的用电器共同的特点都是消耗电能，电能的改变需要做功来改变，电流做功应该如何计算？
03
课堂合作探究
课堂合作探究
一、探究：通电导线中电场力做功
如图所示，已知电路两端的电势差为U，电路中的电流为I，在t时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，静电力做功是多少？
q=It
W=qU=UIt
二、电功
课堂合作探究
(1)定义：电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，也叫电流做功；
(2)公式：W＝UIt
(3)单位：焦耳(J)
千瓦时(kWh)亦称为“度”1度=1KWh＝3.6×106焦耳．
(4)物理意义：反映有多少电能转化为其他形式的能
（适用所有的电功计算）
课堂合作探究
三、电功率
电流做功不仅有多少，而且还有快慢，那么如何描述电流做功的快慢呢?
1.定义：单位时间内电流所做的功。
电流在一段电路上做功的功率P等于这段电路上的电流I与这段电路两端的电压U的乘积。
2.公式:
4.物理意义：
反映电流做功的快慢。
P
=W/t=IU
3、单位：瓦(W)
千瓦(kW)．
课堂合作探究
5.额定功率和实际功率
额定功率:用电器在额定电压下工作的功率；
是用电器正常工作的最大功率
实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
三、电功率
课堂合作探究
三、串、并联电路中的电功率的分析与计算
下图所示的电路中，两电阻串联，其阻值R1=2Ω，R２=3Ω，电路总电压为U，各电阻消耗的功率分别为P1、P2，则
P1：P2=？
电压分配:
U1∶U2
=
R1∶R2
P1∶P2
=
R1∶R2
电功率分配:
（正比）
（正比）
1、串联：
R
1
R
2
U1
U2
U
三、串、并联电路中的电功率的分析与计算
电流分配:
P1∶P2
=
R2∶R1
（反比）
（反比）
2、并联：
若两个电阻并联，R1=2Ω，R２=3Ω
，则P1：P2=？
R
1
R
2
U
课堂合作探究
五、探究影响通电导体产生的热量的因素
课堂合作探究
电视机、电扇通电时间长了会发热吗？如果会，怎样求产生的热量？
在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能转化为内能，从而产生电热．
电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关呢?
电流，电阻，通电时间
课堂合作探究
六、焦耳定律
1.内容：
电流通过导体产生的热量Q（电热）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
2.表达式：
：Q＝I2Rt
3.焦耳热单位：焦(J)、千瓦时(kW·h)
4.
适用于一切电路
（包括纯电阻电路、非纯电阻电路中电热的计算）
　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，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．
　　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．
课堂合作探究
七、电功与电热
考点题型归纳
类型一：电功、电热、电功率、热功率的理解
例1、关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝
；④P＝
，下列叙述正确的是(　　)
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D．以上均不正确
AB
考点题型归纳
类型二：非纯电阻电路的相关计算
例2、如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r＝1
Ω，电动机的输入电压为U＝5
V，电路中的电流为I＝1
A，物体A重20
N，不计摩擦力，求：
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？
(3)10
s内，可以把重物A匀速提升多高？
(4)这台电动机的机械效率是多少？
考点题型归纳
解析：(1)根据焦耳定律，热功率为：PQ＝I2r＝12×1
W＝1
W.
(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积
P入＝IU＝1×5
W＝5
W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率
P出＝P入－PQ＝5
W－1
W＝4
W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10
s内P出t＝mgh，解得
h＝P出t/mg＝
m＝2
m.
(4)机械效率η＝P出/P入＝80%.
考点题型归纳
类型三：闭合电路中的功率和效率
例3、电路图如图甲所示，乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15
Ω，定值电阻R0＝3
Ω.　　　　　　　
(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？
(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？
考点题型归纳
解析、(1)由题图乙知电源的电动势和内阻为：E＝20
V，r＝|
|＝
7.5
Ω由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，最大为
P＝(
)2R0＝10.9
W
(2)当r＝R＋R0时，即R＝4.5
Ω时，
电源的输出功率最大，最大值为：
P＝
＝13.3
W
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