人教版(2019)高一物理必修第三册12.1电路中的能量转化(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=qUq=ItW=UIt（3）单位：国际—焦耳（J）1J=1V·A·s常用—度（千瓦时）1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J1、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＝106W②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=I2R2、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QW=（I=U/R）M非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WQ+E其它UItI2Rt（I＜U/R）说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞UItI2Rt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，WQ,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110V，额定功率PA=100W，PB=40W，接在220V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0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机没有转动．当加上3V电压时，电流为1A，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=I2RtRURtIUItQW22RURIUIPP热22结论：