电路中的能量转化【教学课件】 2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十二章

电能

能量守恒定律

第1节

电路中的能量转化

电视、电热水壶、

电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？1.从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系2.知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用3.从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路思考：以下电器在工作时，是将什么能转化为什么能？电能转化为内能电能转化为化学能如何判断有多少电能转化为其他形式的能量？功是能量转化的量度W=qUq=It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）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。（2）表达式：W=qU=UItW=UIt适用一切电路一、电功和电功率1.电功（4）决定因素：电功与通过用电器的电量（通过用电器的电流和通电时间）和用电器两端的电压成正比。（3）意义：量度电能转化为其它形式的能的多少。（5）标量,单位：J1kW·h=3.6×106J（6）测量方法：电能表、伏安法等。不同用电器做功的快慢不同，如何描述电流做功的快慢？（1）定义：单位时间内电流所做的功（2）表达式：（3）标量,单位换算：W(1kW=103W)（4）测量方法：电压表和电流表比值定义法适用一切电路2、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）常用电路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电流做功有没有规律呢？3、额定功率和实际功率二、焦耳定律

两种电路比较内容

纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件,只能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器欧姆定律是否适用能量转化电流做功,电能全部转化为内能电流做功,电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等

电

功电

热电功与电热的比较电功实质是静电力移动电荷做的功,W=qU=UIt电热是由于电流的热效应,电流通过导体发热,Q=I2Rt电功与电热的联系与区别非纯电阻电路电流做功转化为内能和其他形式的能量:电功W=UIt;电热Q=I2Rt。W=Q

+W其他电功率与热功率的关系例：规格为“220V

36W”的排气扇,线圈电阻为40Ω,求:(1)接上220V的电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率。(2)如果接上220V的电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率。

思考：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？这种电路又有何特点？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、问题与思考二、电路中的能量转化

只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件;

电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路，把电能转化为内能和其它形式的能。纯电阻电路：非纯电阻电路：2、认识两种电路纯电阻电路:电能→内能QI2RtWIUt=I=U/R非纯电阻电路:电能→内能和其它形式的能WW其+QIUtI2RtI＜U/R说明欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!RM3、两种电路对比分析纯电阻电路:非纯电阻电路:I=U/R电功=电热:W=IUt==I2RtU2t/R电功率=热功率：P=IU=U2/R=I2R=P热I＜U/R电功：W=IUt电热：Q=I2Rt电功率：P=IU热功率：P热=I2RRM=Q3、两种电路对比分析关于电动机的问题具体该如何处理呢？电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能。在电路计算中，欧姆定律不再适用。4、电动机问题（1）输入功率：电动机的总功率；P总＝UI（2）输出功率：电动机做有用功的功率；（3）热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热；P热＝I2r（4）功率关系：P总＝P出＋P热（5）电动机的效率：4、电动机问题5、纯电阻和非纯电阻电路的对比两种电路比较内容纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律服从欧姆定律I＝U/R不服从欧姆定律：U>IR或I<U/R能量转化电流做功全部转化为电热即电能全部转化为导体的内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等电功与电热的计算公式比较:6、拓展学习1规律总结：无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都可以用W＝UIt，功率都可以用P＝UI，热量都可以用Q＝I2Rt，热功率都可以用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路。7、拓展学习21.（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的量度C.电场力做功是电能转化成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AC2.（多选）计算任何用电器的电功率都适用的公式是(

)CD3.某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（）A．开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B．吹热风时通过电热丝的电流为4AC．吹热风时电热丝的功率为990