【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 电路中的能量转化课件.pptx

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1、12.112.1 电路中的能量转化电路中的能量转化1.对下列电器通电时，都存在能量的转化，是什么能量之间的转化？2.功是能量转化的量度，是谁做功导致了电能转化为其它形式的能？功能关系：电流做功（电场力）做功的过程，电能转化为其它形式能的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式能。一、电功和电功率一、电功和电功率 如图很小一段电路，电荷从左向右定向移动，所用时间为t，两端的电压为U，电路的电流为I，求这个过程中电场力做的功推导：则电场力做功WqU 在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量q=It即：WUIt 一、电功和电功率1电功（1）电功定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电

2、流所做的功，简称为电功（3）单位：焦（J）常用单位有千瓦时（kWh）1kWh J（2）公式 WUIt 3.6106适用范围：普遍适用2电功率表示电流做功的快慢（1）定义：单位时间内电流所做的功（3）单位：瓦（W）,常用单位：千瓦（kW）1kW103W（2）公式：（4）测量方法：电压表和电流表适用一适用一切电路切电路比比值值定定义义法法额定功率: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（

3、W）15030080010015080012004060电流做功有没有规律呢？电流通过各种仪器做功的同时，都会产生热量，产生的热量跟哪些因素有关？是什么关系？二、焦耳定律二、焦耳定律二、焦耳定律电流通过某导体产生的热量,跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。电流通过电热水器，电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能。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（Joules law）。焦耳实验演示n热功率：热功率：n(1)(1)单位时间内导体的发热量叫做单位时间内导体的发热量叫做热功率热功率;n(2)(2)热功率热功率等于通电导体中电流等于通电导体中

4、电流I的二次方与导体电阻的二次方与导体电阻R的乘积。的乘积。P热热=I2 R P=UI（一切电流做功的功率）（一切电流做功的功率）总功率总功率（专指电流发热的功率）（专指电流发热的功率）热功率热功率思考：如果电路中还含有除电阻之外的其他负载，思考：如果电路中还含有除电阻之外的其他负载，如电动机，电路中的能量又改如何转化呢？如电动机，电路中的能量又改如何转化呢？热功率：三、电路中的能量转化三、电路中的能量转化 电功和电热是不一个概念？他们之间是什么关系？纯电阻电路：只含有电阻的电路，如电炉、电烙铁、白炽灯等。纯电阻电路的特点：电能全部转化为内能。W=Q即：UIt=I2Rt 即：U=IR纯电阻电路

5、，欧姆定律成立。三、电路中的能量转化 电功和电热是不一个概念？他们之间是什么关系？非纯电阻电路：电路中含有电动机或有电解槽的电路 非纯电阻电路的特点：电能只有一部分转化为内能W=Q+E其它即：UIt I2Rt 即：UIR非纯电阻电路，欧姆定律不成立。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=I U=U2/R =I2R=P热热 IU/R电功：W=IUt电热：Q=I2Rt电功率：P=IU热功率：P热热=I2RRM=Q电动机问题：1输入功率：电动机的总功率；P总UI2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，

6、电流通过线圈时要发热；P热I2r4功率关系：P总P出P热5电动机的效率：纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路能量转化情况能量转化情况电功和电热的关系电功和电热的关系WQ即即IUtI2RtWQE其他其他UItI2RtE其他其他电功率和热功率的关系电功率和热功率的关系P P热热，即即IUI2RPP热热P其他其他即即IUI2RP其他其他欧姆定律是否成立欧姆定律是否成立UIRI 成立成立UIRI 不成立不成立BCD【练习练习1 1】【练习练习2 2】甲、乙两灯分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，先将两灯串联后接在电压为U的电路中，甲灯的功率为P1；再将两灯并联后接在同一电压下，乙灯的功率为

7、P2。两次灯泡均安全，忽略温度对灯丝电阻的影响，则P1 P2为（）A9 2 B2 9C4 9D1 9B【练习练习3 3】某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机某电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M M和电热丝，部和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在分技术参数如下表，电吹风在220 V220 V电压下工作。下列说法正确的是（）电压下工作。下列说法正确的是（）A A开关开关S S1 1、S S2 2都闭合时电吹风吹冷风都闭合时电吹风吹冷风B B吹热风时通过电热丝的电流为吹热风时通过电热丝的电流为4 A4 AC C吹热风时电热丝的功率为吹热风时电热丝的功率为990 W990 WD D

8、该电吹风中电动机的内电阻为该电吹风中电动机的内电阻为440440【参考参考答案】答案】B额定电压220V额定功率热风时：990W冷风时：110W【练习练习4 4】某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量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，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以，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，电路中电流强度的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动，求电动机线圈电阻机线圈电阻R（g=10m/s2）。）。vU=110V【解析】【解析】由由 P电电=P热热+P机

9、机机械功率：机械功率：P机机=mgv=50100.9=450W 电功率：电功率：P电电=UI=1105=550WP热热=P电电-P机机=550-450=100W由由P热热=I2R=100W故，电动机线圈的电阻为故，电动机线圈的电阻为4。得得R=4【练习9】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r0.6，R10，U160V，电压表的读数为110V，求：（1）通过电动机的电流；（2）输入到电动机的功率P入；（3）电动机的发热功率P热，电动机输出的机械功率。【解析】（1）电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R两端电压为：U1160V110V50V，得电流为：I=5A；（2）电动机的电功率为：PUI1105W550W（3）电动机的热功率为：P热I2R520.6W15W 输出的机械功率为：P出550W15W535W电路中的能量转化电功率P=UI做功的快慢电功W=UIt（适用于一切电路）焦耳定律电热：Q=I2Rt热功率：P热=I2R能量转化P电=P机+P热