人教版12.1电路中的能量转化课堂（原卷版）

12.1电路中的能量转化知识点目录知识点目录TOC\o"11"\h\u【知识点1】电功和电功率 1【知识点2】焦耳定律 4【知识点3】电路中的能量转化 6学习目标学习目标1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)知识点1知识点1知识点知识点【知识点1】电功和电功率1．电功(1)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。电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。(2)电功的计算公式：W＝UIt。单位：焦耳，符号为J。常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝3.6×106J。2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI。(3)单位：瓦特，符号为W。(4)意义：表示电流做功的快慢。(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。3．电功率的计算(1)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率都等于各电阻消耗的功率之和。(2)串、并联电路的功率分配：串联时电流相同，由P＝I2R可知，P与R成正比；并联时电压相同，由P＝eq\f(U2,R)可知，P与R成反比。(3)最大功率求法：先找出电路允许通过的最大电流或允许加的最大电压，然后利用P＝I2R或P＝eq\f(U2,R)求解。典型例题典型例题例1：【例1】（2024春•镇海区校级期末）一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为，工作电流为。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关 A． B． C． D．【例5】（2025•山东模拟）2024年12月11日，全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”在广东阳江正式投运。“明阳天成号”是全球首次在一个浮式基础上搭载两台海上风力发电机。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。风力发电机转化效率可视为不变，该风力发电机将空气动能转化为电能的效率为，每台风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。则风电平台“明阳天成号”发电的功率为知识点2知识点2知识点知识点【知识点2】焦耳定律1．焦耳定律(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。这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。(2)表达式Q＝I2Rt。2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。(2)公式：P热＝I2R。典型例题典型例题例1：A． B． C． D．【例7】（2025•南京一模）某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的多量程电流表，该电表有1、2两个量程。当只增大电阻的阻值时，下列说法正确的是A．两个量程均变大 B．两个量程均变小 C．1的量程变大，2的量程变小 D．1的量程变小，2的量程变大A．当使用、两个端点时，量程为 B．当使用、两个端点时，量程为 C．当的阻值增加时，、间量程变大 D．当的阻值增加时，、间量程变大B．甲图是改装成的双量程电压表，其中量程为 A．与3或4相连是欧姆表，为红表笔，的电势比的电势高 B．与5或6相连是电压表，作电压表时6比5量程小 知识点3知识点3知识点知识点【知识点3】电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化关系：电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。2．电动机的简易模型及其功率、效率(1)电动机消耗的功率(总功率)：P总＝UI。(2)电动机的发热功率：P热＝I2R。(3)电动机的输出功率(机械功率)P机＝P总－P热＝UI－I2R。(4)电动机的效率：η＝eq\f(P机,P总)×100%。3．电池充电时的能量转化关系：电池从电源获得的能量一部分转化为电池的化学能，还有一部分转化为内能。4．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较比较项目纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、小灯泡电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽欧姆定律适用，I＝eq\f(U,R)不适用，I<eq\f(U,R)能量转化电能全部转化为内能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t电能转化为内能和其他形式的能：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特点电功率等于热功率：P电＝P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)电功率等于热功率与其他功率之和：P电＝UIP热＝I2RP电＝P热＋P其他典型例题典型例题例1：（1）电源的输出功率；（2）小物体的运动时间；（3）为传送小物体，电动机多输出的能量。