【物理課件】電路中的能量轉(zhuǎn)化 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化人教版（2019）高中物理（必修第三冊(cè)）第十二章電能能量守恒定律老師：

授課時(shí)間：第2頁課堂導(dǎo)入現(xiàn)代生活中隨處都可以見到用電設(shè)備和用電器，例如電燈、電熱水壺、電動(dòng)汽車等。那么，你知道這些用電器中的能量是通過什么途徑轉(zhuǎn)化的嗎?通過電流做功來實(shí)現(xiàn)，即導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做功。一、電功3.單位：

2.表達(dá)式：4.物理意義：

適用于一切電路1kWh=

J3.6×106常用單位千瓦時(shí)(kWh）國際單位焦耳(J)反映了“消耗了多少電能”即有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。二、電功率（P）4.單位：瓦（W）3.表達(dá)式：

適用于一切電路1.物理意義：反映電流做功的快慢！第3頁知識(shí)講解辨析用電器的額定電壓、額定功率、實(shí)際功率。額定電壓：表示用電器正常工作時(shí)的電壓．額定功率：是用電器長(zhǎng)期正常工作時(shí)的最大功率，也就是用電器加上額定電壓時(shí)消耗的功率．實(shí)際功率：用電器在工作中實(shí)際消耗的電功率．若用電器在額定電壓下工作，則P實(shí)＝P額用電路29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺(tái)燈額定電壓（V）220220220220220額定功率（W）70～150300～800100～150800～120040～60幾種常見家用電器的額定功率第4頁知識(shí)講解三、電熱（Q）1.定義:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量.2.大小:Q=I2Rt英國物理學(xué)家焦耳通過實(shí)驗(yàn)所測(cè)得：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電流I的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻R

和通電時(shí)間t成正比。四、熱功率（P熱）2.公式:1.定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量.第5頁知識(shí)講解純電阻:電能

→

內(nèi)能非純電阻:電能

→

內(nèi)能

+

其它形式的能Q=I2RtW=UIt=WW-QQUItI2Rt＞電功率=熱功率：P=P熱

=UI=I2R電功率：P=UI熱功率：P熱=I2R其它形式功率：P其它=UI-I2R說明：歐姆定律適用于純電阻！注意：歐姆定律不適用于非純電阻！RM第6頁知識(shí)講解純電阻電熱毯熱水器烤箱電烙鐵白熾燈第7頁知識(shí)講解非純電阻電風(fēng)扇電吹風(fēng)破壁機(jī)無人機(jī)電腦電冰箱第8頁知識(shí)講解(1)輸入功率：電動(dòng)機(jī)消耗的總功率

P入＝UI(2)熱功率：

線圈上電阻的發(fā)熱功率

P熱＝I

2r(3)輸出功率：電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，也稱機(jī)械功率P出＝P入-P熱=IU－I2r電動(dòng)機(jī)（非純電阻元件）的“三個(gè)功率和效率”(4)電動(dòng)機(jī)的效率：注意：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住時(shí)，就變成了純電阻。第9頁知識(shí)講解例題：如圖所示為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N。忽略一切摩擦，求：(1)電動(dòng)機(jī)線圈電阻消耗的熱功率為多少？電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為P熱＝I2r＝1W。答案1W第10頁課堂檢測(cè)(2)電動(dòng)機(jī)輸入功率和輸出功率各是多少？電動(dòng)機(jī)的輸入功率就是電流通過電動(dòng)機(jī)做功的功率，即P入＝UI＝5×1W＝5W電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率，根據(jù)P入＝P出＋P熱得P出＝P入－P熱＝5W－1W＝4W。答案5W

4W第11頁課堂檢測(cè)(3)10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)可以把物體A勻速提升多高？設(shè)物體A的重力為G，t＝10s內(nèi)物體A上升的高度為h，根據(jù)能量守恒得P出t＝Gh答案2m第12頁課堂檢測(cè)(4)這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的效率是多少？答案80%第13頁課堂檢測(cè)

例5.小型直流電動(dòng)機(jī)(其線圈內(nèi)阻為r＝1Ω)與規(guī)格為“4V

4W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R＝5Ω的電阻串聯(lián)，然后接至U＝12V的電源上，如圖所示，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)正常工作，求：(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出；(3)電動(dòng)機(jī)的效率.課堂檢測(cè)第14頁1.A、B兩燈的額定電壓都是110V，A燈的額定功率PA＝100W，B燈的額定功率PB＝40W，若將兩燈同時(shí)接入電壓恒為220V的電路中，且使兩燈均能正常發(fā)光，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種電路，則甲、乙兩電路消耗的電功率之比為A.2∶7 B.2∶5C.5∶7 D.3∶7√課堂檢測(cè)第15頁把相同的小燈泡接成如圖甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈泡均正常發(fā)光，兩電路所消耗的電功率分別用P甲和P乙表示，則下列結(jié)論正確的是A.P甲＝3