人教版高中物理必修第三册 第十二章 电能能量守恒定律 1 电路中的能量转化 课件(共45张PPT)

(课件网) 第十二章　电能　能量守恒定律 1.电路中的能量转化 核心素养 素养目标 物理观念 理解电功与电功率的概念，知道焦耳定律的物理意义. 科学思维 了解纯电阻电路和非纯电阻电路中能量的转化，从能量转化和能量守恒的角度理解电功与电热的区别. 科学态度 与责任 了解科学技术与社会环境的关系，具有节约能源的意识，培养自觉保护环境的行为习惯. 一、电功和电功率 静电力　 UIt　 3.6×106　 UI　 × × 典题讲练 A. 2∶7 B. 2∶5 C. 5∶7 D. 3∶7 C 解析：由于A、B两灯的额定电压都是110 V，当A灯与并联部分的总电阻相等时，A、B能同时正常发光，并联电路消耗的功率与A灯的功率相同，所以甲电路消耗的总功率为200 W；乙电路中，当滑动变阻器的阻值与A、B两灯并联的总电阻相等时，A、B就可以正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为A、B两灯功率之和，所以乙电路消耗的总功率为280 W，由此可知，甲、乙两电路消耗的电功率之比为5∶7，故选C. 二、焦耳定律 教材认知 引入使用电水壶烧水时，壶内的水会很快被加热到沸腾，产生大量的热，而连接电水壶的导线却不怎么热，这是什么原因呢？ 提示：电水壶的电阻大，导线的电阻非常小，相同时间内电水壶产生的热量多. 【知识梳理】 1. 焦耳定律 2. 热功率 （2）公式：P热＝I2R. 电流二次方　 导体的电阻　 通电时间　 I2Rt　 单位时间　 【拓展深化】　电功和电热的区别 项目 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt 对纯电阻电路，电功等于电热，即W＝Q＝UIt＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电热，即W＞Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 C. 在非纯电阻电路中，UI＞I2R D. 焦耳热Q＝I2Rt只适用于纯电阻电路 BC 名师点评 　　（1）W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路. （2）Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率. （3）只有在纯电阻电路中，电功在数值上等于电热，在非纯电阻电路中，电功大于电热. A. 当开关S接通时电饭煲为保温状态，当开关S断开时电饭煲为加热状态 B. 当开关S接通时电饭煲为加热状态，当开关S断开时电饭煲为保温状态 C. 要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1∶R2应为2∶1 BD 三、电路中的能量转化 教材认知 引入　如图所示为电动机的图片，从能量转化与守恒的角度看，你知道电动机在正常工作时能量是怎样转化的吗？ 提示：电能转化为机械能和内能. 【知识梳理】 1. 电动机工作时的能量转化关系 （2）电动机的功率及其效率 ①电动机消耗的功率（总功率）：P总＝UI. ②电动机的发热功率：P热＝I2R. ③电动机的输出功率（机械功率）P机＝P总－P热＝UI－I2R. 机械能　 化学 【拓展深化】　纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 比较项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件，如电阻、电炉丝、小灯泡 电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器，如电动机、电解槽 能量转化 电能转化为内能和其他形式的能： W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋E其他 比较项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 功率特点 电功率等于热功率与其他功率之和：P电＝UI P热＝I2R P电＝P热＋P其他 欧姆定律 典题讲练 [典例3]　小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1 Ω）与规格为“4 V　4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）通过电动机的电流； 答案：（1）0.6 A （2）电动机的输出功率P出； 答案：（2）2.04 W 解析：（2）电动机消耗的总功率P＝ULI ... ...