12.1 电路中的能量转化 导学案-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）(含答案)

12.1电路中的能量转化预习案预习目标1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．3.理解电功率和热功率．4.会从能量守恒角度理解焦耳定律．预习内容预习教材79~82页，思考下列问题：1.电能转换成其他形式的能是如何实现的？2.非纯电阻电路如何计算？预习检测1.电功定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路中的、三者的乘积。公式：W＝。电功率定义：单位时间内所做的功。公式：P＝。焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟成正比，跟及成正比。表达式：Q＝。2.加在某台电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的热功率为（）A.

PB.U2/rC.D.P−3.(多选)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）A.

P=B.

P=C.

P=UID.

P=4.(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探究案学习目标1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．3.理解电功率和热功率．4.会从能量守恒角度理解焦耳定律．课堂探究考点一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为U，通过的电流为I，在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量q=It则电场力做功W=qU即：W=UIt1．电功：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。W=UIt电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。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）。1kW·h＝3.6×106J2．电功率：电流所做的功与通电时间之比。P=（1）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积。（2）电功率表示电流做功的快慢。（3）单位：在国际单位制中是瓦（W）；常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）。1kW＝103W＝106mW=10-3MW3．额定功率和实际功率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。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）70～150300～800100～150800～120040～60考点二、焦耳定律Q=W=UIt由欧姆定律U=IR，可以得到热量Q的表达式Q=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1．焦耳定律：Q=（1）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。（2）纯电阻电路：只含有电阻的电路、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。（3）非纯电阻电路：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。2．热功率：Q=P=P=电流做功全部变成热。考点三、电路中的能量转化电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。典例精析一个电动机，线圈电阻是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？变式训练如右图所示的电路，若将玩具电动机卡住，电流表的示数如何变化？随堂检测1．(多选)如图所示，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定电压，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是()A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率减小D．经过滑动变阻器的电流减小2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()甲乙A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲3．有额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是()ABCD4．(多选)关于电功和焦耳热，下列说法正确的是()A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtB．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2RtC．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝I2RtD．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝UIt本课小结参考答案预习检测两端的电压电流通电时间IUt电流IU电流的二次方导体的电阻通电时间I2RtCCDAC课堂探究考点典例精析【解析】解：电动机发热的功率为P电动机消耗的电功率为P电动的对外做功的功率为P变式训练【解析】电动机转动时，电路为非纯电阻电路，有I非若将玩具电动机卡住，则电路变为纯电阻电路，有I纯即I纯随堂检测1.【解答】当滑动变阻器的触头向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，R总变大，I总减小，由P1＝Ieq\o\al(2,总)R1知L1实际功率变小，即亮度变暗；U并＝U－I总R1变大，由P2＝eq\f(U\o\al(2,并),R2)知L2的实际功率变大，L2变亮，P总＝UI总变小，I变＝总－I2，由于I2变大，所以I变变小．故选：BCD2.【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12V×I，故有P甲＝3P乙，B正确．故选：B3.【解答】若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200W；对D电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有