人教版必修三 电路中的能量转化 课件

电路中的能量转化课堂引入

现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？引入电功电能机械能电能内能电流做功功是能量转化的量度电流是如何做功的？电流做功的本质E导体中的电场沿导线分布---：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功静电力做正功电势能减小其他形式能增加电能→其他形式能静电力对自由电荷做功大小如何？如图，在一段电路中，电路两端电压为U，在t时间内，定向移动电荷量为q，则移动电荷静电力做多少功？若电路中的电流为I，又可以怎样表示静电力做功？静电力做的功为：即：静电力所做功等于这段电路两端电压、电路中电流、通电时间三者的乘积．问题：（3）单位：国际单位制：焦耳简称焦（J）

常用单位有：千瓦时（kW·h）.日常生活中称“度”

1kW·h＝3.6×106J（1）定义：在一段电路中静电力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功．（2）表达式：

（任何电路）（4）物理意义：电能转化为其他形式能的量度。1．电功一、电功和电功率2．电功率（4）物理意义：表示电流做功的快慢．（3）单位：国际单位制：瓦（W），

常用单位：千瓦（kW）．1kW=103W电流在一段电路中所做的功与通电时间的比值（2）表达式：

（任何电路）

（比值定义法）W=UItP=UI（1）定义：一、电功和电功率不同用电器做功的快慢不同，如何描述电流做功的快慢？几种常见家用电器的额定功率用电路29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60一、电功和电功率额定功率:用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率）实际电压:用电器实际工作时的电压实际功率:用电器在实际电压下的功率额定电压:用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压）一、电功和电功率注:防止用电器烧毁，实际功率不能大于额定功率。思考1.判断下列说法的正误（1）电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。（）（2）电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能转化的过程。（）（3）电功率越大，表示电流做功越多。（）（4）为了不烧坏用电器，用电器的实际功率不能大于其额定功率。（）（5）额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮。（）

电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?问题：实验：英国物理学家焦耳做了大量实验，并得出结论：导体产生的热量与导体电阻、通过导体的电流、通电时间有关。英国著名物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳理论：W=UItU=IR

Q＝I2Rt1．内容：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R

和通电时间t

三者的乘积．2．表达式：Q＝I2Rt.3．热功率：①单位时间内导体的发热量叫做热功率．②热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R

的乘积．焦耳定律的微观解释

电流通过导体时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的作用下获得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高。

二、焦耳定律

消耗电能和产生热量相等吗？电路消耗的电能（电流做的总功）电功W=UIt电路产生的热量（转化为的内能）电热（焦耳定律）Q＝I2Rt三、电路中的能量转换纯电阻非纯电阻将电能全都转化为内能的电路元件电能部分转化为内能还部分转化为其它形式能量的元件全都由纯电阻元件组成的电路称为纯电阻电路有非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路如：白炽灯、电热丝、被卡住的电动机等如：电动机，电解槽等W电=Q热W电＞Q热三、电路中的能量转换三、电路中的能量转换两种电路在计算时是否都符合欧姆定律？(1)输入功率：电动机消耗的总功率(2)热功率：线圈上电阻的发热功率P入＝UIP热＝I2rP出＝P入-P热=IU－I2r(3)输出功率：电动机将电能转化为机械能的功率，也称机械功率电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率”(4)电动机的效率：三、电路中的能量转换【例题1】规格为“220V，1000W”的电炉，求：

（1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流（2）

电炉的电阻(2)电炉的电阻：

R=U额2/P额

=2202/1000Ω=48.4Ω电功率的计算式P=UI解：(1)由P=UI知，电炉正常工作时：I额=P额/U额

=1000/220A≈4.5A【例题2】一台电动机，线圈的电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5