高一物理第四节电路中的能量转化与守恒(课件)

1、4.44.4电路中的能量转化和守恒学习目标： 1.掌握电功、电功率、电热、热功率的概念及计算 2.能区分和计算电热和电功 3.理解纯电阻电路与非纯电阻电路的特点 4.知道电源的总功率、输出功率及内阻上的热功率 5.明确闭合电路中的能量转化与守恒一、电功与电热 1 1、电功、电功：（1 1）定义：）定义：电流做的功电流做的功简称电功。导体两端加上电压，导体内建立电场，简称电功。导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下在电场力作用下自由电子自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。做功。（2 2）表达表达式：式：W= qUW= qU=

2、UIt=UIt (3(3) )单位：焦耳单位：焦耳（4 4）物理意义）物理意义: :电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能2、电功率（1）定义：单位时间内电流所作的功（2）公式：P=UI（3）单位：瓦特 (4) 物理意义：表示电流做功的快慢说明： （1 1）电功）电功W=UItW=UIt和电功率和电功率P=UIP=UI的计算式适用于任何电路的计算式适用于任何电路 （2 2）在纯电阻电路中遵循欧姆定律由于）在纯电阻电路中遵循欧姆定律由于U=IRU=IR，所以有：，所以有：W=UIt=IW=UIt=I2 2Rt=(URt=(U2 2/R)t/R)t

3、 P=UI=I P=UI=I2 2R=UR=U2 2/R/R 对于非纯电阻的电路比如电动机，洗衣机等由于在机器内部不对于非纯电阻的电路比如电动机，洗衣机等由于在机器内部不遵循欧姆定律所以电功只等于遵循欧姆定律所以电功只等于UItUIt，电功率也只能用，电功率也只能用P=UIP=UI3 3、电热(1)(1)定义：电流通过导体电阻时产生的热。定义：电流通过导体电阻时产生的热。(2)(2)大小：（焦耳定律）电流通过导体时产生的热量大小：（焦耳定律）电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律通电时间成

4、正比，这个规律叫做焦耳定律 表达式：表达式：Q=Q=I I2 2RtRt(3)(3)适用范围：适用范围：Q=Q=I I2 2RtRt是电热的计算式，适用于任何是电热的计算式，适用于任何电路电路4 4、热功率(1)定义：单位时间内电流通过导体发出的热(2)表达式：P=Q/t=I2R说明：电路上发热的的热功率取决于通过这段电路的说明：电路上发热的的热功率取决于通过这段电路的电流和电阻，电流和电阻，P=IP=I2 2R R对任何情况的热功率都适用对任何情况的热功率都适用(3)单位:瓦特 符号 W5 5、电功与电热的关系 在任何电路中都有在任何电路中都有WQWQ和和UIIUII2 2R.R.当电路为纯

5、电阻当电路为纯电阻电路时，电路中的电能全部转化为内能，以上两式取电路时，电路中的电能全部转化为内能，以上两式取等号。当电路为非纯电阻电路时，电路中的电能除了等号。当电路为非纯电阻电路时，电路中的电能除了转化为内能外，还会转化为其他形式的能，此时以上转化为内能外，还会转化为其他形式的能，此时以上两式取大于号。两式取大于号。由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由于闭合电路中内、外电路的电流相等，内外UUE由由 IUIUEI内外得得1 1电源提供的功率（电源功率）电源提供的功率（电源功率） EIP 总2 2电源的输出功率（外电路得到的功率）电源的输出功率（外电路得到的功率） IUP外外3 3电源内阻上的热功率电源内阻上的热功率 rIIUP2内内二、二、闭合电路中的能量关系闭合电路中的能量关系4 4闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化电源的工作效率电源的工作效率%100总出PP%100EU外对纯电阻电路对纯电阻电路, ,电源的效率为电源的效率为: :%100)(22rRIRI%100rRR%10011Rr小结：m电路中的能量传输的方向是 内电路（电能内能） 电池灯（电能内能） （非静电能电能）外