5.1 电路中的能量 (共25张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(课件网) 第五章 电能与能源的可持续发展 第1节 电路中的能量 现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等。 电能转化为其它形式的能，是通过什么方式来实现的呢？ 电动机通电时把电能转化为机械能； 电热水壶通电时，电能转化为内能； 手机电池充电把电能转化成化学能； 1.理解电功和能量转化的关系 2.知道焦耳定律的物理意义 3.能从纯电阻电路和非纯电阻电路的角度区别电功和电热 4.认识闭合电路中的能量关系 功和能量的变化密切相关。 功是能量转化的标志和量度 重力做功对应着重力势能转化为动能， 电场力做功对应着电势能转化为动能， 做功的过程伴随着能量的转化过程，做了多少功就有多少能量发生了转化，即某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等并且等于使能量转化的功的多少 电能转化为其它形式的能，是通过电流做功来实现的。 一、电功 用电器工作时，电流做功是什么力做功？ 电场线向右 电荷定向移动方向向左 自由电子受电场力向左 电场力做正功 W=qU q=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。 W=UIt 适用一切电路 2. 电功表达式： 一、电功 3.意义：量度电能转化为其它形式的能的多少。 5. 单位：J；1kW·h=3.6×106J 6.测量方法：电能表、伏安法等。 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。 一、电功 某同学发现家里的电炖锅上有两个档位，分别是快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？两个档位的电功相同吗？ 电炖锅不同档位做功的快慢不同，如何描述电流做功的快慢？ 单位时间内电流所做的功 思考： 2.定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比 3.表达式： 4.单位：W（1kW=103W） 5.测量方法：电压表和电流表 适用一切电路 1.物理意义：描述电流做功的快慢 电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压和电流的乘积 二、电功率 比值定义法 通过电热水器的电流大小为I，加热管的电阻大小为R，电热水器通电时间为t，推导电热水器产生的热量表达式。 三、焦耳定律 焦耳定律 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。 纯电阻元件 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。 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。 焦耳 焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路！ 三、焦耳定律 1.焦耳定律的内容 2.热功率 热功率： （1）单位时间内导体的发热量叫做热功率; （2）热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积。 （专指电流发热的功率） 热功率 三、焦耳定律 三、焦耳定律 3.电功和热量 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？ 如电吹风机吹热风时，消耗电能和产生热量相等吗？ 电功 焦耳定律 电流所做的总功 电吹风机消耗的总电能 电吹风机 W ≠Q 只是电能转化为内能的那部分能量 电流做功的功率 电功率 热功率 电吹风机 P ≠ P热 三、焦耳定律 4.电功率和热功率 电流发热的功率 机械能 内能 电能 消耗电能＞产生热量 电功率＞热功率 像吹风机这样包含电动机的用电器 像热水器这样不包含电动机的用电器 内能 电能 消耗电能=产生热量 电功率=热功率 三、焦耳定律 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 ... ...