中小学教育资源及组卷应用平台 12.1 电路中的能量转化 1.理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的,加深对功与能量转化关系的认识。 2.能通过推导得出电功公式和焦耳定律,理解电功、电功率和焦耳定律,能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象。 3.能从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化。 4.理解电功和电热的区别和联系。 知识点一 电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流在一段电路中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。 (2)公式：W＝IUt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J。 2.电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 知识点二 焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：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。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 2.热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 3.串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 ＝ ＝ 总功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn 从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和。 知识点三 电路中的能量转化 1.两种电路 (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)含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。 2.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。 (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。 (3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。 (4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%。 3.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热 的关系 W＝Q即 IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他 UIt＝I2Rt＋E其他 电功率和热功率 的关系 P＝P热 即IU＝I2R P＝P热＋P其他 即IU＝I2R＋P其他 欧姆定律 是否成立 U＝IR，I＝，欧姆定律成立 U＞IR，I＜，欧姆定律不成立 说明 W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率 Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率 只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路W>Q，P电>P热 用不同材料做成两形状、大小相同的导体棒甲、乙，接在如图所示的电路中，理想电压表V1的示数大于V2的示数。则导体棒甲（ ） A．电阻率小 B．电功率小 C．在相同时间内产生的热量多 D．在相同时间内通过的电荷量大 一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为20V，工作电流为10A。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（ ） A．200J B．1200J C．2000J D．12000J （多选）如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b串联连接在电路中，横截面积之比Sa：Sb＝2：3。下列说法正确的是（ ） A．两导线电阻之比为2：3 B．两导线中的电场强度之比为3：2 C．两导线的焦耳热功率之比为3：2 D．自由电子在两导线中移动的速率之比va：vb＝3：2 某款电动汽车所用电池组规格为“360V，100A h“其中360V为电池的输出电压。某次充电，电量由30%充到80%用时10分钟，共消耗电能36kWh，电池内部需要考虑有电阻，下列说法正确的是（ ） A．本次充电的平均电流为600A B．本次充电的平均电流为300A C．本次充电的平均功率为108kW D．本次充电的平均功率 ... ...
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