电路中的能量转化课件-高二上学期物理人教版

第十二章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化新课引入提问：电能转换成其他形式的能是如何实现的？电能转化为其它形式的能，是通过电流做功来实现的。学习任务一：电功和电功率

电流做功的实质：恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。1.电功

则电场力做功：

学习任务一：电功和电功率适用一切电路1.电功（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功。（3）单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）俗称“度”。（2）表达式：

1kW·h＝3.6×106J（4）物理意义：电功是电能转化成其它形式的能的度量。学习任务一：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？2.电功率（1）定义：单位时间内电流所做的功（2）表达式：（3）标量,国际单位：瓦W意义比值定义法适用一切电路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用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．拓展3.额定功率和实际功率：全部将电能转化成内能，没有转化其他能量。根据不同的用电器可知，电能转化为不同形式的能。这些用电器消耗电能的方式主要是依靠电阻把电能转化为内能，学习任务二：焦耳定律若想求解用电器在导体通电时产生了多少热量，该如何计算

3.焦耳定律学习任务二：焦耳定律

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。

——焦耳定律

如图电流通过过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为内能。即：焦耳定律适用于一切产生电热的电路。学习任务二：焦耳定律P热=I2R

P=UI（一切电流做功的功率）总功率（专指电流发热的功率）热功率4.热功率：（1）定义：单位时间内电流通过导体发热的功率。（2）表达式：学习任务三：电路中的能量转化

如图，当电动机接上电源后，会带动风扇转动，这里涉及哪些功率？功率间的关系又如何？思考讨论：

如果电路中有电动机或者正在充电的电池，那么电能除了转化为内能之外，还转化为机械能和化学能。(1).纯电阻电路：只含电阻、热得快、白炽灯、电炉、被卡住的电动机等元件的电路。电流做功特点：电能全部转化为导体的内能。电功W等于热功Q。R电功电热（内能）100%1.纯电阻电路与非纯电阻电路学习任务三电路中的能量转化(2).非纯电阻电路：含电动机、电风扇、电解槽、正在充电的电池等元件的电路。电流做功特点：电能除了转化为内能之外，还转化为机械能或化学能。电功W大于热功Q。M电功电热（内能）部分部分其它能(机械能功化学能)学习任务三：电路中的能量转化学习任务三：电路中的能量转化2.含电动机电路的分析(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，(3)电动机的输出功率（机械功率）P入＝P总＝UI.P热＝I2r.三者关系为：P总＝P热＋P机

P出=P机＝UI－I2rP出

、P机一台电动机，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5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？解由焦耳定律可知，电动机发热的功率为电动机消耗的电功率为电动机消耗的电功率为这台电动机发热的功率为10W，对外做功的功率为1090W。例题当堂达标检测某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。vU=110VP电=P热+P机其中机械功率：P机=mgv=50×10×0.9=450瓦电功率：P电=UI=110×5=550瓦∴P热=P电-P机=550-450=100瓦∵P热=I2R=100瓦电动机线圈的电阻为4Ω。∴R=4Ω解：练一练：例1：（多选）关于电功，下列说法中正确的有（）

A．电功的实质是电场力所做的功

B．电功是电能转化为内能

C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度

D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等AC1.(电功和电热)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是(

)

A

C

D

C

当堂达标检测电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，如图所示是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝。(1)自动开关K接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？(2)要使R2在保温状态下的功率是加热状态时的一半，R1：R2应该是多大？当堂达标检测【详解】(1)自动开关K接通时，R1被短路，电路中只有加热用的电阻丝R2接入电路，由电功率公式可知，电阻丝R2的功率大，电饭