4.4电路中的能量转化与转移.docx

教学目标: 1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.掌握焦耳定律，弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.教学重点难点: 知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别，能用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题教学过程:一自主学习(一)电功和电功率1电功：(1)定义： 移动电荷所做的功，简称电功(2)公式：W ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的 (3)国际单位制中的单位是：焦耳，符号是J.2电功率：(1)电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功(2)公式：PUI，此式表明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 (3)国际单位制中的单位是：瓦特，符号是W,1 W1 J/s.(二)焦耳定律 热功率1焦耳定律：(1)内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的 成正比，跟电阻值成正比，跟 成正比(2)公式：Q .(3)焦耳热： 通过电阻而产生的热量称为焦耳热2热功率：(1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值，叫做热功率(2)公式：P热 (三)电路中的能量转化1在纯电阻元件中，电流使电阻发热，电能全部转化为内能，电功率等于热功率，即P电P热2在电动机、电解槽等用电器中，电能要分别转化为机械能、化学能等，还有一部分转化为电阻的内能，这时P电P热P其他3式子IEIUI2r的物理意义是：电源把 转化为电能的功率IE，等于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和.二合作探究(一)电功和电功率在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹暖风和热风它们都是通过电流做功把电能转化为热能的1电流做功的实质是什么？2设加在一段电路两端的电压为U，通过电路的电流为I，试推导t时间内电流做功的表达式及电功率的表达式 要点提炼1电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量2电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功3电功率PIU，表示电流做功的快慢(二)焦耳定律和热功率1某同学家中有一只电炉，电阻为50 ，试计算该电炉接到220 V电源上在100秒的时间内消耗的电能和产生的热量2某同学家中有一电风扇，电阻为80 ，当加上220 V的电压时电流为0.25 A，试计算该风扇工作100 秒时间消耗的电能和产生的热量3通过上面的计算比较消耗的电能和产生的热量之间的关系要点提炼1纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能WQUItI2Rtt；PP热UII2R.2非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路WUItQE其他QI2Rt；PUIP热P其他P热I2R.(三)闭合电路中的功率根据闭合电路的欧姆定律，推导闭合电路中能量的转化关系，并解释各项的物理意义 要点提炼1闭合电路中的能量转化关系：EIU内IU外I，对于纯电阻电路该式可写为EII2rI2R.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的能力2电源的效率100%100%.三自我检测例1下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多BWUIt适用于任何电路，而WI2Rtt只适用于纯电阻电路C在非纯电阻电路中，UII2RD焦耳热QI2Rt适用于任何电路例2额定电压都是110 V，额定功率PA100 W，PB40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是()例3如图1所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 .电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求： (1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率四.巩固练习1(功率PUI，PI2R，P的区别)关于三个公式PUI，PI2R，P的适用范围，以下说法正确的是()A第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率B在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率C在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义D由UIR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率2. (非纯电阻电路)如图2所示，直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为r.当该电动机正常工作时，路端电压为U，通过电动机的电流为I，则()A电动机内部的发热功率为I2RB电动机的机械功率为IUC电源的电动势为I(Rr)D电源的输出功率为IUI2R3.如图1所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是()AL1亮度不变，L2变暗BL1变暗，L2变亮C电路消耗的总功率变小D流过滑动变阻器的电流变小4三只电阻R1、R2和R3按如图2所示电路连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()AR1R2R3 BR2R1R3CR3R2R1 DR1R3R25把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串t并为()A11 B21 C41 D146额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间比较它们产生的热量，结果是()A电风扇最多 B电烙铁最多C日光灯最多 D一样多7.如图4所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V12 W”字样，电动机线圈的电阻RM0.50 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A电动机的输入功率为24 WB电动机的输出功率为12 WC电动机的热功率为2.0 WD整个电路消耗的电功率为22 W8一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后，消耗功率66 W问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内