12.1 电路中的能量转化 课件（共37张PPT）2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章　电能　能量守恒定律 12.1　电路中的能量转化 目 录 1 2 4 电功和电功率 焦耳定律 小结和练习 3 电路中的能量转化 ? 问题导入 　　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。那么你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？ 电功和电功率 01 1 电功 初中我们就知道： 电热水壶通电时，电能转化为内能； 电动机通电时，电能转化为机械能； 蓄电池充电时，电能转化为化学能； 那么电能转化为其他形式的能是如何实现的呢？ 1 电功 　　电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加。 1 电功 　　如图所示，电荷从左向右定向移动，它们经过这段电路所用的时间记为 t 。在这一段时间时间内通过这段电路任一截面的电荷量为 q＝It 　　如果这段电路两端的电势差为 U ，静电力做的功就是 W＝qU＝UIt 1 电功 1．定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力定向移动电荷所做的功，简称电功，通常也说成电流做的功； 2．公式：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 、通电时间 t 三者的乘积，即 W＝UIt ； 3．单位：在国际单位制中，电功的单位是“焦耳”，符号“ J ”，常用单位还有千瓦时，俗称“度”，符号“kW·h”，1 kW·h＝3.6×106 J 。 2 电功率 　　同一个手机选择不同的充电器，手机充满电所用的时间不同，也就是说不同的充电器消耗电能转化为电池的化学能的快慢不同。那么该用什么物理量来描述电流做功的快慢呢？ 5V 1A 充电器 20 W PD 充电器 30 W PD 充电器 那么如何计算电功率的大小呢？ 2 电功率 　　电流在一段时间内所做的功与通电时间之比叫作电功率，用 P 表示，由公式：P＝????????，可得：P＝UI ； 　　这个公式表明，电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段电路两端的电压U 与电流 I 的乘积。 ? 2 电功率 1．定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功； 2．公式：电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积，即 P＝????????＝UI ； 3．单位：国际单位制中电功率的单位是“瓦特”，符号“W”，常用单位还有千瓦（kW）； 4．物理意义：描述电流做功的快慢； ? 该公式适用于任何电路电功率的计算。 2 电功率 额定功率：用电器长期正常工作的最大功率，就是给用电器两端施加上额定电压时的功率，一般用电器的铭牌上标注的就是额定功率； 实际功率：用电器实际工作时的电功率。 通常情况下，P实 ≤ P额，只有在额定电压下工作时， P实＝P额 。 2 电功率 几种家电的额定功率 {69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}用电器 29 吋彩电 电熨斗 电冰箱 微波炉 台灯 额定电压 (V) 220 220 220 220 220 额定功率(W) 100～150 300～800 100～150 800～1200 40～60 焦耳定律 02 1 焦耳定律 　　观察下面两种用电器，说说它们有什么区别。 热得快 电风扇 1 焦耳定律 　　电流通过电热元件时，导体会全部转化为导体的内能。电流在这段电路中做的功 W 等于这段电路产生的热能 Q ，即 Q＝W＝UIt 　　由欧姆定律 U＝IR ，可以得到热量 Q 的表达式 Q＝I2Rt 即，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体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 该公式适用于任何电路产生热量的计算。 1 焦耳定律 　　由于 W＝Q，所以此时电功率 P＝????????＝???????? 就是电流通过导体发热的功率 P热＝I2R ? 1 焦耳定律 思考：电功率和热功率都反映做 ... ...