第一节 电路中的能量 [学习目标] 1.理解电功、电热、电功率、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。 2.会分析纯电阻与非纯电阻电路，并能进行有关计算(重难点)。3.理解闭合电路中的能量转化关系(重难点)。 一、电功和电功率 如图所示，在导体两端加上电压U后，导体中自由电荷在电场力作用下定向移动，形成电流I，请思考在t时间段内，通过某横截面的电量为多大？电场力做了多少功？ 1．电功 (1)定义：电路中_____对自由电荷所做的功称为电功，电功的大小等于被消耗的电能。 (2)公式：W＝_____。 (3)单位：在国际单位制中，电功的单位是_____，符号为J。 2．电功率 (1)定义：电流做功与完成这些功所用_____之比叫作电功率，用P表示。 (2)公式：P＝＝_____。 (3)单位：在国际单位制中，电功率的单位是_____，符号为_____。常用的单位还有kW，1 kW＝1 000 W。 (4)意义：表示电流做功的_____。 (5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。 用电器在实际使用时，若加在它两端的实际电压不等于额定电压，那么它消耗的实际功率不等于额定功率，因此，在计算用电器的实际功率时，要注意两者的区别。 (1)从力的角度看，电流做功的实质是电场力对自由电荷做的功。( ) (2)电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程，电功的大小等于电能的减少量。( ) (3)电功W＝Uq＝UIt对任何电路都适用。( ) (4)电功率越大，表示电流做功越多。( ) (5)由公式P＝可知，时间越短，功率越大。( ) (6)电功率P＝＝UI对任何电路都适用。( ) 我们常说的月耗电量为100度，其中“度” 表示什么物理意义？100度是多少焦耳？ 例1 (2024·广州市高二期中)现有标有“110 V 40 W”的灯泡L1和标有“110 V 100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，两个灯泡可以正常发光，且整个电路消耗功率最小的是( ) (1)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率都等于各部分消耗的功率之和。 (2)串、并联电路的功率分配：串联时电流相同，由P＝I2R可知，P与R成正比；并联时电压相同，由P＝可知，P与R成反比。 (3)最大功率求法：先找出电路允许通过的最大电流或允许加的最大电压，然后利用P＝I2R或P＝求解。 二、焦耳定律 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量与_____成正比，与_____及_____成正比。 (2)表达式：Q＝_____。 2．热功率 (1)定义：一段电路因发热而消耗的功率称为热功率。 (2)公式：P＝_____。纯电阻电路上的热功率P＝I2R。 例2 (2024·佛山市高二期中)如图所示为一电热壶玩具的加热装置电路图，加热电阻丝R2＝2 Ω，电源电动势E＝16 V，内阻r＝1 Ω。当把电阻R1调节为13 Ω时，则( ) A．此时加热电阻丝的电压为16 V B．此时加热电阻丝的热功率为2 W C．此时电路的电流为2 A D．如果想使同样一壶水在更短时间内烧开，应把电阻R1调大些 例3 (多选)(2024·江门市高二期中)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制成的开关。下列说法中正确的是( ) A．其中R2是供加热用的电阻丝； B．当开关S断开时电饭锅为加热状态，S接通时为保温状态； C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2∶1； D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(－1)∶1 三、电功和电热的关系 电熨斗工作时，将电能转化为什么能？电吹风工作时，将电能转化为什么能？ 1．纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。 (2)非纯电阻电路： ... ...
