【人教2019版新教材课件】12.1电路中的能量转化

12.1电路中的能量转化电流的热效应一、电功电功率理性思考理论探究电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力在做功.电流的功简称电功!思考2:在静电学中怎样计算电场力所做功?(1)通过功的定义式来求:W=Flcos.(2)通过电势差来求电功:W=qU思考1:我们知道,功是能转化的量度,电能转化为其它形式的能的过程,一定是有力做功,是谁在做功?是什么力在做功?思考3:如图一小段导体,加电压U,通过的电流为I,在通电时间为t内,电流做了多少功?电流做功W=UIt电流做功W=qU时间t内通过的电量q=It一、电功电功率理性思考理论探究思考4:以上的推导和结论与电路的结构（如:前面电炉、电动机、蓄电池三种电路）有没有关系?结论:对于一定电路而言,输入电压U、通过的电流I,则时间t内的电功W=UIt与电路结构无关.实际上,电力公司只按W=UIt收费,而不管你使用何种用电器UI电路电功：W=UIt所以，该公式适用于一切电路电功率:单位时间内电流所做的功。表达式:UItUIttWP(1)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.(2)物理意义:电功率表示电流做功的快慢(3)单位:国际制单位:瓦(W)常用单位:千瓦(kW)电功:W=UIt一、电功电功率理论联系实际关注身边的物理为了使用电器安全正常地工作,制造商对用电器的电功率和工作电压都有规定的数值,并且标明在用电器上,叫做用电器的额定电压和额定功率.(4)额定功率和实际功率用电器铭牌上所标称的功率是额定功率;用电器在实际电压下工作的功率是实际功率.①U实=U额,P实=P额,用电器能正常工作;②U实U额,P实P额,用电器不能正常工作;③U实U额,P实P额,用电器将损坏!几种常见家用电器的额定功率问题一:电流流过电熨斗时,电能转化为什么能?问题二:电流流过电风扇时,电能转化为什么能?电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关呢？二、焦耳定律理论联系实际关注身边的物理用电器29吋彩电电熨斗电冰箱电风扇台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）120~150300~800100~1501~10025~60例:有一电炉的电阻丝电阻为22,通过的电流为10A,求通电1min产生的热量Q.分析与解:电流流过电阻电路时,电能全部转化为电阻丝的内能,则电阻丝发出的热量等于电流做的功.由欧姆定律有:U=IR产生的热量:Q=W=UIt——焦耳定律解之:代入数据得:Q=1.32105JQ=I2Rt二、焦耳定律理论联系实际关注身边的物理1.内容: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.3.热功率:单位时间内的发热量.2QPIRtQ=I2Rt2.表达式:例:一个电动机,线圈的电阻是0.4,当它两端所加的电压为220V时,通过的电流是5A.求这台电动机在1分钟内:(1)电流所做的功.(2)电流通过电动机产生的热量.解:(1)W电=IUt=522060J=6.6104J(2)Q=I2Rt=520.460J=600J(3)W机=W电-Q=6.54104J(3)电动机所做的机械功.纯电阻电路:只含白炽灯、电炉、电热毯等电路;非纯电阻电阻:含电动机、电解槽等电路.指转化为内能的那部分电能!纯电阻电路电能→内能QI2RtWUIt=非纯电阻电路电能→内能+其它形式的能WW-QQUItI2Rt＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!RUIMRUI说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！三、纯电阻电路非纯电阻电路电功=电热:W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率:P=P热=UI=I2R=U2/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R电功大于电热三、纯电阻电路非纯电阻电路纯电阻电路电功等于电热非纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路元件特点欧姆定律能量转化元件举例电路中只有电阻元件电路中除电阻元件外，还有将电能转化为其他能的用电器项目1、一灯泡标有“220V,100W”字样，将其接到110V的电源上（不考虑灯泡电阻的变化）则有A、灯泡的实际功率为50WB、灯泡的实际功率为25WC、通过灯泡的电流为额定电流的1/2D、通过灯泡的电流为额定电流的1/4BC即时训练2、电功率的计算公式P＝U2/R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于A．计算电冰箱的功率B．计算电风扇的功率C．计算电烙铁的功率D．计算洗衣机的功率C即时训练例3将阻值为R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω的三个电阻接到电源上，则（1）将它们串联后接到电源上，其总电阻为Ω，它们的电压之比为，它们消耗的电功率之比为。（2）将它们并联后接到电源上，其总电阻为Ω，它们的电流之比为，它们消耗的电功率之比为。92:3:412/136:4:32:3:46:4:3例4．有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1、L2都标有“220V，110W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后最暗的是()A．L1B．L2C．L3D．L4C例5如图所示，R1和R2都是“4W，100Ω”的电阻，R3是“1W，100Ω”的电阻，则AB间允许消耗的最大功率是___W.即时训练例6给定两只标有“110V22W”的灯泡L1和“110V44W”的灯泡L2及一只滑动变阻器R，将它们接在220V的电路中，要使两灯都正常发光，在下图所示的几种接法中，最合理的是()6C例7．有四盏电灯，如图所示连接在电路中，L1、L2都标有“220V，110W”字样，L3和L4都标有“220V，40W”字样，把电路接通后最暗的是()A．L1B．L2C．L3D．L4即时训练C例8.一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过的电流相同，则在相同时间内，下列说法正确的是()A．电炉和电动机的电热相等B．电动机消耗功率大于电炉消耗功率C．电炉两端电压小于电动机两端电压D．电炉和电动机两端电压相等ABC即时训练例9在如图的电路中，A、B、C是是三个完全相同的电灯，且不计温度对电灯电阻的影响。电路两端的电压U恒定，当电键K断开与闭合时，电灯A消耗的电功率PA与PA/之比为。9︰4例10.关于电功W和电热Q的说法正确的是()A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝QB．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于QC．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立B即时训练例11、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（）电动机输出的机械功率为（）A．PB．U2/rC．P2r/U2D．P–P2r/U2CD例12规格为“220V55W”的排气扇，线圈电阻为40Ω，求：(1)接上220V的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率及排气扇的效率；(2)如果接上电源排气扇正常工作后，扇叶被突然卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。由此你能得到什么启示？52.5W2.5W95.5%1210W1210W排气扇可能被烧毁即时训练例13、如图所示的电路中，电源电动势为60V，内阻不计，电阻R＝2Ω，电动机的内阻R0＝1.6Ω，电压表的示数为50V，电动机正常工作，求电动机的输出功率。例14.A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑片向下移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是()A、A、B灯都变亮B、A、B灯都变暗C、A灯变亮，B灯变暗D、A灯变暗，B灯变亮答案：210WB