新人教必修三第十二章-1-电路中的能量转化课件.pptx

1、1电路中的能量转化第十二章 电能 能量守恒定律1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系.2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量 转化关系.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、电功和电功率1.电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的 在做功.电能转化为其他形式的能，是通过 来实现的.(2)电功的计算公式：W .单位：，符号为 .常用的单位：千瓦时(kWh)，也称“”，1 kWh J.知识梳理静电力电流做功焦耳J度3.6106UIt2.电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电 之比.

2、(2)公式：P .(3)单位：，符号为 .(4)意义：表示电流做功的 .时间UI瓦特W快慢二、焦耳定律1.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 _及 成正比.(2)表达式：Q .2.热功率(1)定义：内的发热量称为热功率.(2)公式：P热I2R.电流的二次方电阻通电时间I2Rt单位时间三、电路中的能量转化1.电动机消耗的功率P电 .2.电动机线圈电阻上的热功率P热I2R.3.电动机输出功率P机UII2R.UI1.判断下列说法的正误.(1)电功率越大，表示电流做功越多.()(2)电功WUIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.()(3)电热QI2Rt可以用来计算所有含有

3、电阻的电路中产生的焦耳热.()(4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热.()即学即用(5)焦耳定律的表达式为QI2Rt，此式适用于任何电路.()(6)三个公式PUI、PI2R、P 没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率.()2.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为 ，则在时间t内产生的热量为_.一、电功和电热的理解导学探究电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？重点探究答案电吹风工作时，将电能转化为内能和机械能.电熨斗工作时，将电能转化为内能.知识深化1.电功和电功率WUIt是电功的

4、计算式，PUI是电功率的计算式，适用于任何电路.2.电热和热功率QI2Rt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.电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中：电功和电热相等，WQUIt tI2Rt；(2)在非纯电阻电路中：电功大于电热，WQW其他，电功只能用WUIt计算，电功率只能用PUI计算；电热只能用QI2Rt计算，热功率只能用PI2R计算；欧姆定律不成立，由UItI2Rt得：UIR.例1(多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是A.焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解B.电功公式WUIt、焦耳定律公式QI2Rt都适合于任何电路，因此W 一定等于QC.

5、非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热D.电功的另一表达式W t只适用于纯电阻电路解析任何电路的焦耳热都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；例2如图1所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等.停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是图图1解析家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用PUI来计算，C正确.二、纯电阻电路

6、中功率的分配与计算2.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PP1P2PnPP1P2Pn3.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率.当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率.(2)为了用电器不被烧毁，实际功率不能大于额定功率.例3(2020广州市模拟)定值电阻R1、R2、R3的阻值均为2，在电路中允许消耗的电功率的最大值分别为10 W、10 W、2 W，现将这三个电阻按照如图2所示的方式连接，则这部分电路消耗的电功率的最大值为A.22 W B.12 W C.15 W D.16 W图图2解析首先分析两个并联电阻R2、R3所允许消耗的最大功率，因

7、为R2与R3并联，则两端电压相等，已知R2与R3本身允许的最大功率分别是10 W和2 W，所以R2、R3在该电路中消耗的最大功率都是2 W，否则会超过R3的最大功率.再分析R1在电路中允许消耗的最大功率，把R2与R3看成一个并联电阻R，则电路就是R1与R串联，而串联电路电流处处相等，则R1消耗的功率为24 W8 WI2RD.焦耳热QI2Rt适用于任何电路123随堂演练123在非纯电阻电路中，WQW其他，所以WQ，故UII2R，C正确.QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D正确.2.(纯电阻电路中的功率计算)在如图4所示的电路中，有四盏灯，L1和L2都标有“220 V100 W”字样，L

8、3和L4都标有“220 V40 W”字样，把电路接通后，最暗的是A.L1 B.L2 C.L3 D.L4123图图4123解析由题意可知，L1、L2的电阻相等，L3、L4的电阻相等.设L1、L2、L3、L4实际消耗的功率分别为P1、P2、P3、P4.由题图可知，通过L1的电流大于通过L2的电流，由公式PI2R得到，P1P2.同理，P4P3，P4P1.L2和L3的电压相等，3.(非纯电阻电路的功率分配和计算)如图5所示，一台直流电动机所加电压为110 V，通过的电流为5 A.该电动机在10 s内把一个质量为50 kg的物体匀速提高了9 m，求该电动机的电功率和该电动机线圈的电阻(不计摩擦)，g取1

9、0 N/kg.123图图5答案见解析123解析该电动机的电功率PUI1105 W550 W电动机做功的过程就是把电能转化为机械能和内能的过程.机械能Emgh50109 J4 500 J内能QWEPtE(550104 500)J1 000 J由焦耳定律QI2Rt，考点一电功和电热的理解1.(2019西安市高新一中期末)把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内A.由QI2Rt可知，电炉的发热量减小B.由QUIt可知，电炉的发热量不变C.由Q t可知，电炉的发热量增大D.无法确定基础对点练课时对点练123456789101112123456789解析将家用电炉的电热丝剪去一小段后，

10、其电阻R变小，由于加在电炉两端的电压U不变，1011122.室内有几种家庭常用电器：1.5 kW的电饭煲、200 W的电冰箱、750 W的取暖器、250 W的电视机和2 kW的空调器.如果进线处有13 A的保险丝，供电电压为220 V，下列情况下不能同时使用的是A.电饭煲和电冰箱B.取暖器和空调器C.电饭煲和空调器D.电冰箱、电视机和空调器123456789解析电路中允许的最大功率为PmUI2 860 W.用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故C正确.101112考点二纯电阻电路的分析及计算3.如图1所示为某两个电阻的UI图像，则电阻之比R1R2和把两电阻串联后接入电路时消耗功

11、率之比P1P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1P2分别是A.212112B.211221C.121221D.122112123456789图图11011124.(多选)有两个灯泡L1、L2，额定电压皆为6 V，额定功率分别为6 W、3 W，将它们接在电路中，下列说法正确的是A.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WB.若将它们串联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 WC.若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为9 WD.若将它们并联接在电路中，两灯泡的总功率最大为4.5 W123456789101112解析当两灯泡串联时，电流相等，要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电流为

12、0.5 A，两灯泡的最大功率为PmaxI22R1I22R24.5 W，故A错误，B正确；当两灯泡并联时，电压相等，当电压为6 V时，两灯皆可正常发光，此时两灯泡最大功率为9 W，故C正确，D错误.123456789 101112考点三非纯电阻电路的分析及计算5.如图2所示，直流电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出.则下列关系式正确的是123456789图图2101112解析电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为IIR，所以U机U炉，即电动机两端电压大于电炉两端电压，C正

13、确，D错误.123456789 1011129.(2020浙江余姚模拟)如图5所示为一台冬天取暖用的暖风机.其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出.设电动机的线圈电阻为R1，电阻丝的电阻为R2，将暖风机接到额定电压为U的交流电源上，正常工作时，电路中的电流为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为P1、P2、P，则下列关系式正确的是A.P1I2R1 B.P2I2R2C.PUI D.PI2(R1R2)123456789图图5能力综合练101112123456789解析暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为PIU，故C正确；电动机两端的电压U

14、1UIR2，电动机消耗的电功率为P1U1IUII2R2，故A错误；电阻丝为纯电阻，所以消耗的电功率P2I2R2，故B错误；因为电动机是非纯电阻，所以暖风机消耗的电功率PI2(R1R2)，故D错误.10111210.(2019北京市海淀区三模)如图6所示，一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上，均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流为5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法正确的是A.电饭煲的电阻为44，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B.电饭煲的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC.1 min内，电饭煲消耗的电能为6.

15、6104 J，洗衣机消耗的电能为 6.6103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍图图6123456789 101112解析电饭煲为纯电阻元件，电阻R 44，电功率PUI1 100 W，每分钟消耗的电能EUIt6.6104 J；洗衣机电动机线圈电阻无法确定，也无法确定其发热功率，洗衣机电功率PUI110 W，每分钟消耗的电能EUIt6.6103 J，故选项C正确，A、B、D错误.123456789 10111211.(2019启东中学高一下期末)如图7所示，M为电动机，N为电炉，电炉的电阻R4，电动机的内阻r1，恒定电压U12 V.当S1闭合、S2断开时，理想电流表A示数为I1；当S

16、1、S2同时闭合时，理想电流表A示数为I25 A.求：(1)理想电流表的示数I1及电炉发热功率；答案3 A36 W图图7解析电炉为纯电阻元件，由欧姆定律得：其发热功率为：PRI12R324 W36 W；123456789 101112(2)电动机的输出功率.答案20 W解析当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：I3I2I12 A，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3P出I32r，代入数据解得：P出20 W.123456789 10111212.(2020成都高二期末)一台小型电动机在6 V电压下正常工作，用此电动机提升重力为10 N的物体时，在10 s内使该物体在竖直方向匀速上升了1.1 m，上述过程中，通过电动机的电流为0.2 A.不计除电动机线圈发热外的其他能量损失.求：(1)电动机输出的机械功率；答案1.1 W解析物体做匀速直线运动，则拉力FG10 N电动机输出的机械功率P机Fv100.11 W1.1 W123456789 101112(2)电动机线圈的电阻.解析电动机的输入功率P入UI60.2 W1.2 W根据能量守恒定律得P入P机P热，则电动机发热的功率P热P入P机1.2 W1.1 W0.1 W又P热I2r，得线圈电阻r2.5.123456789 101112答案2.5 本课结束