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
第十二章电能 能量守恒定律
新知探究
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的电荷量q=It．
则电场力做功W=Uq　即：W＝IUt　　
知识点 电功和电功率
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＝IUt
电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．
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新知探究
知识点 电功和电功率
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
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新知探究
知识点 电功和电功率
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在做功。
意义：电流做功的过程是电势能转化为其他形式的能的过程，即电功是电势能转化为其他形式的能的量度。
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新知探究
知识点 电功和电功率
2．电功率
P＝Wt=IU.
一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．
在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）
1kW＝103W＝106mW=10-3MW
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新知探究
知识点 电功和电功率
用电器的额定功率：用电器长期工作时的最大功率，即用电器加上额定电压时的功率。
用电器的实际功率：用电器实际工作时消耗的功率。
通常情况下，????实≤????额,用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．
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新知探究
名师指点
几种常见家用电器的额定功率
用电路
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
知识点 焦耳定律
1.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
Q＝????2Rt.
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新知探究
知识点 焦耳定律
2．热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率．
热功率等于通电导体中电流I 的二次方与导体电阻R 的乘积。
????热=????????=????2????
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新知探究
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
知识点 焦耳定律
例1：规格为“220V，1000W”的电炉，求：1.电炉正常工作时，通过电阻丝的电流；2. 电炉的电阻
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新知探究
解：1.由P=UI知，电炉正常工作时：
I额=P额/U额
=1000/220A
≈4.5A
2.电炉的电阻：
R=U额2/P额
=2202/1000Ω
=48.4Ω
知识点 电路中的能量转化
1.纯电阻电路和非纯电阻电路
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．
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
两种电路的比较
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
2.电动机中的能量转化
电动机的几个功率
电动机消耗的功率（也称为总功率或输入功率），用????电表示，????电=UI
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
2.电动机中的能量转化
电动机的几个功率
输出功率（也称为机械功率）：电动机对外做功输出的功率，用????机表示，????机=Fv
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
2.电动机中的能量转化
电动机的几个功率
热功率（也称为损失功率）：电动机线圈发热的功率，用????热表示，????热=????2R，R为电动机线圈的电阻。
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
2.电动机中的能量转化
功率关系：根据能量守恒定律可得：????电=????机+????热
电动机的效率：η=????机????电×100％
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新知探究
知识点 电路中的能量转化
例2．加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（ C ）
A．P 　 B．U2/r 　　C．P2r/U2 D．P-P2r/U2
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新知探究
非纯电阻电路中计算电功率
只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R
名师指点
电功与电热的计算公式比较
名师指点
不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都可以用W＝UIt，功率都可以用P＝UI，热量都可以用Q＝I2Rt，热功率都可以用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路。
1.汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（?? ）
A.?R1的电功率增大??????????? B.?电压表的示数增大
C.?电流表的示数增大???????????D.?R2的电功率增大
课堂训练
解析：A．据题意，压力增大时R0电阻减小，则外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，有
可知总电流I减小，R1的电功率为
可知R1的电功率增大，A符合题意；
B．电压表测量的是并联电路的电压，根据公式，有
可知电压表的示数减小，B不符合题意；
课堂训练
解析：C．电流表测量R2支路电流，根据公式，有
可知电流表的示数减小，C不符合题意；
D．R2的电功率为
则R2的电功率减小，D不符合题意。
故答案为：A。
答案：A
课堂训练
2. 两个灯泡分别标有“6V，3W”和“6V，4W”的字样，将这两个灯泡串联或并联后接入电源。为了保证电路安全工作，并假定灯泡电阻恒定，两种情况下两灯泡的总功率最大可以达到（?? ）
A.?串联时5.25W，并联时5.25W?????????????????????????????
B.?串联时5.25W，并联时7W
C.?串联时7W，并联时5.25W??????????????????????????????????
D.?串联时7W，并联时7W
课堂训练
解析：两个灯泡的电阻分别为
串联时R1正常发光，R2不能正常发光，电流强度为
串联时两灯泡的总功率最大值为
并联时均能正常发光，总功率的最大值为
故答案为：B。
答案：B
课堂训练
3.手机长时间充电容易引发安全事故，许多学校为了安全和规范管理，禁止学生将手机带入校园，更不允许学生夜间在教室对手机进行充电。如图所示为某款手机充电器对手机充电的原理图，用输出电压为5.0V的充电器对内阻 的手机锂电池充电，若充电过程充电器输出功率为5.0W，则关于充电过程说法正确的是（? ）
A.?电能转化为化学能的功率为5.0W
B.?充电器输出电流为1.0A
C.?手机锂电池的充电电压为4.9V
D.?手机锂电池的发热功率为1.0W
课堂训练
解析：AB．输出电流为
充电过程电能转化为化学能的功率
A不符合题意，B符合题意；
C．手机锂电池的充电电压为
C不符合题意；
D．手机锂电池的发热功率为
D不符合题意。
故答案为：B。
答案：B
课堂训练
谢谢