能量守恒定律 简单版 学生版讲义
九年级物理_11.1 能量守恒定律 课件 (共24张PPT)
各种形式的能可以互相转化
水电站里水轮机带 动发电机发电
钻木取火
机械能转化为 内能
电动机带动水泵把地 下水送到地面
机械能转化为
电能
电能转化为机械能
植物吸收太阳光 进行光合作用
燃料燃烧时发热
光太阳能电池
光能转化为 化学能
化学能转化为 内能
光能转化为电能
食物具有化学能，我 们的身体把这种化学能转 化成为维持生命所必须的 内能和机械能。
所有能量转化和转移过程，都遵守能量守恒定律。
四、永动机是不可能实现的
1、永动机：不消耗能量，就可以永远地运动下去， 并连续不断地做功的机器。 有些永动机，看上去制作得十分巧妙，但由于违背 科学规律，都失败了。永动机的失败，从反面证明 了能量守恒定律的正确性。
讨论交流：分析一种永动机
这种机器有可能制成吗？
请你说一说
你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？
拉长的橡皮筋
山巅的危石
电能
西藏羊八井地热池
食物
太阳光
各种形式的能量
我们已经知道的能量形式
机械能〔重力势能、弹性势能、动能〕 风能、电能、光能、内能、核能、生物能、 化学能、太阳能等等
能以多种形式存在于自然界，每 一种形式的能对应于一种运动形式。
二、不同形式能量的相互转化
思考
这是因为小球或钟摆在摆动过程中受到了空气的
阻力，不断产生热量所以机械能不守恒。但是如
为果什把么小小球球或摆钟动摆过和程空中气分子的为内什能么加机上械，钟总要能定量时
仍然不变。 到达的最高点越来越低？
上发条？
能量守恒定律
大量事实说明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空 产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从 一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程 中，能量的总量保持不变。
高中物理必修三电能 能量守恒定律讲义
1 电路中的能量转化[学习目标]1．理解电功、电功率、电热、热功率及它们之间的关系.2.应用焦耳定律解决相关问题.3.区分电功和电热，会在非纯电阻电路中正确计算电功和电热．一、电功和电功率 1．电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程．(2)电功的计算公式：W ＝UIt . 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：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P ＝Wt ＝UI .(3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 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 ＝I 2Rt . 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 热＝I 2R .(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量．三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，即P 电＝P 机＋P 损，其中P 电＝UI ，P 损＝I 2R .1．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W ＝UIt 可以用来计算所有电路中电流所做的功．( √ )(3)电热Q ＝I 2Rt 可以用来计算所有含有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．( √ ) (5)焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路．( √ ) (6)三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R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I2，则在时间t 内产生的热量为________． 答案Q 2解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的12，时间不变，Q ′＝⎝⎛⎭⎫I 22·2R ·t ＝12I 2Rt ＝12Q .一、电功和电热 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？答案 电吹风工作时，把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．电热和热功率Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，P 热＝I 2R 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．串、并联电路的功率分配关系(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P nR n＝I 2.(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R n ＝U 2. (3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和． 4．额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U 额时，电流达到额定电流I 额，电功率也达到额定功率P 额．且P 额＝U 额I 额．(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．现有额定电压均为110 V 、额定功率P A ＝100 W 、P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联滑动变阻器，并联电阻小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯被烧毁，A 灯不能正常发光．对于C 电路，B 灯与滑动变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若滑动变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，当灯A 、B 均正常发光时，由于C 电路中滑动变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中滑动变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小．(2019·深圳市高二检测)有人在调制电路时用一个标有“100 kΩ18W ”的电阻和一个标有“300 kΩ 18W ”的电阻串联，作为400 kΩ的电阻使用，此时两串联电阻允许消耗的最大功率为( )A.12 WB.16 WC.18 WD.14 W 答案 B解析 由P ＝I 2R 可知，流过两电阻的电流I 1＝P 1R 1＝18100 000A ≈0.001 A.I 2＝P 2R 2＝18300 000A ≈0.000 65 A.则串联时的最大电流约为0.000 65 A ；此时300 kΩ的电阻达到额定值，100 kΩ电阻消耗的功率为其功率的13；则有最大功率P m ＝I 22 (R 1＋R 2)＝13×18 W ＋18 W ＝16 W ，故选B.二、电路中的能量转化 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：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．例如电动机P 总＝P 出＋P 热．2．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 ＝I 2Rt W ＝Q ＋E 其他 UIt ＝I 2Rt ＋E 其他 电功率和 热功率的关系 P ＝P 热， 即IU ＝I 2R P ＝P 热＋P 其他 即IU ＝I 2R ＋P 其他 欧姆定律是否成立U ＝IR ，I ＝UR成立U ＞IR ，I ＜UR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 ＝I 2Rt 、P 热＝I 2R 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(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )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B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路 答案 BCD解析 电功率公式P ＝W t ，表示电功率越大，电流做功越快．对于一段电路，有P ＝IU ，I ＝PU ，焦耳热Q ＝(PU )2Rt ，可见Q 与P 、U 、t 、R 都有关，所以P 越大，Q 不一定越大，A 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝UR 只适用于纯电阻电路，B 正确．在非纯电阻电路中，电流做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W >Q ，即UI >I 2R ，C 正确． Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，D 正确．(2018·成都市高二期末)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； (2)电动机线圈的电阻． 答案 (1)1.1 W (2)2.5 Ω解析 (1)物体做匀速直线运动，则拉力：F ＝G ＝10 N 物体上升的速度：v ＝x t ＝1.110m /s ＝0.11 m/s电动机输出的机械功率为：P 机＝F v ＝10×0.11 W ＝1.1 W (2)电动机的输入功率为：P 入＝UI ＝6×0.2 W ＝1.2 W 根据能量关系P 入＝P 机＋P 热，得发热的功率为：P 热＝P 入－P 机＝1.2 W －1.1 W ＝0.1 W 又：P 热＝I 2r ，得线圈电阻为：r ＝2.5 Ω.针对训练 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1所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：图1(1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率P 出； (3)电动机的效率．答案 (1)0.6 A (2)2.04 W (3)85% 解析 (1)流经灯泡的电流I L ＝P U L ＝44 A ＝1 A流经电阻R 的电流I R ＝U －U L R ＝12－45 A ＝1.6 A流经电动机的电流I ＝I R －I L ＝0.6 A.(2)电动机消耗的总功率P ′＝U L I ＝4×0.6 W ＝2.4 W 电动机的热功率P 热＝I 2r ＝(0.6)2×1 W ＝0.36 W电动机的输出功率P 出＝P ′－P 热＝2.4 W －0.36 W ＝2.04 W (3)电动机的效率：η＝P 出P ′×100%＝2.042.4×100%＝85%.1．(电功、电功率的概念)(多选)关于电功和电功率，下列说法正确的是( ) A ．电流做功就是电场力对电荷做功，从而把电能转化为其他形式的能 B ．电功率越大，电流做功越多 C ．电功率越大，电流做功越快D ．在相等时间内，额定功率越大的用电器，电流做功一定越多 答案 AC解析 从电功实质可知A 正确；电功率是描述电流做功快慢的物理量，B 错误，C 正确；额定功率是用电器正常工作时的功率，而电流做功的多少由用电器的实际功率和做功所用时间共同决定，D 错误．2．(焦耳定律的应用)(2018·北京师大二附中期中)取两根完全相同的电阻丝，第一次将两电阻丝串联，第二次将两电阻丝并联，两次在电阻丝两端加相同的电压．若两次两电阻丝产生的热量均为Q ，第一次用时t 串，第二次用时t 并，则先后两次所用时间之比为( ) A ．1∶1 B ．2∶1 C ．4∶1 D ．1∶4答案 C解析 设每个电阻丝的电阻为R ，则R 串＝2R ，R 并＝R 2，由Q ＝U 2R t 得t 串∶t 并＝4∶1，C 正确．3．(纯电阻电路功率的分配及计算)把6个相同的电灯接成如图2甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R 1、R 2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R 1、R 2大小满足( )图2A ．R 2＝9R 1B ．R 2＝6R 1C ．R 2＝3R 1D ．R 1＝R 2答案 A解析 设每个灯泡正常发光时的电流为I ，则题图甲中总电流为3I ，题图乙中总电流为I ；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使P R 1＝P R 2，即(3I )2R 1＝I 2R 2，故R 2＝9R 1，所以选项A 正确．4．(非纯电阻电路功率的计算)(2018·天津市实验中学期中)在研究微型电动机的性能时，可采用如图3所示的实验电路．当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ．求该电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．(电流表和电压表均为理想电表)图3答案 22 W 2 Ω解析 电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和1.0 V 时，电动机不转动，则其线圈电阻r ＝U 1I 1＝1.00.5Ω＝2 Ω， 当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率P 总＝U 2I 2＝15.0×2.0 W ＝30 W.线圈电阻的热功率P 热＝I 22r ＝2.02×2 W ＝8 W. 所以P 输出＝P 总－P 热＝22 W考点一电功、电功率1.如图1所示为两个电阻的U－I图像，则这两个电阻的阻值之比R1∶R2、把这两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2以及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()图1A．2∶12∶11∶2B．2∶11∶22∶1C．1∶21∶22∶1D．1∶22∶11∶2答案 A2．(多选)有两个灯泡L1、L2，额定电压均为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 W答案BC解析当两灯泡串联时，电流相等，L1的额定电流为I1＝P1U1＝1 A，电阻R1＝U12P1＝6 Ω，L2的额定电流为I2＝P2U2＝0.5 A，电阻R2＝U22P2＝12 Ω.要使两灯泡不致被烧坏，电路中的最大电流为0.5 A，最大功率为P max＝I22R1＋I22R2＝4.5 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，此时电路最大功率为9 W，故C正确，D 错误．3．将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为3P1，当把它们串联在电压为4U的电源两端时，下列说法正确的是()A．R1两端的电压为UB ．R 2消耗的功率变小C ．通过R 2的电流变小D ．两个电阻消耗的总功率为12P 1 答案 D解析 当R 1、R 2并联在电压为U 的电源两端时，两电阻两端的电压均为U ，根据P ＝IU ，功率之比等于电流之比，根据并联电路电流和电阻的关系，可知：R 1＝3R 2；当把它们串联在电压为4U 的电源两端时，电路中的电流I ＝4U 3R 2＋R 2＝UR 2，故通过R 2的电流不变，电压不变，所以R 2的电功率不变，仍为3P 1，故B 、C 错误；R 1两端的电压U 1＝IR 1＝UR 2×3R 2＝3U ，故A 错误；两个电阻消耗的总功率P ＝U ′I ＝4U ·UR 2＝12P 1，故D 正确．4．四盏灯泡接成图2所示的电路，a 、c 灯泡的规格为“220 V 40 W ”，b 、d 灯泡的规格为“220 V 100 W ”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是( )图2A ．P a ＝P c <P b ＝P dB ．P a ＝P c >P b >P dC ．P a <P c <P b <P dD ．P a <P c <P b ＝P d答案 A解析 由题意可知R a ＝R c >R b ＝R d ，故R ab ＝R cd ，由串联电路的特点可知U ab ＝U cd ，又因为U a ＝U b ，U c ＝U d ，故P a <P b ，P c <P d ，P a ＝P c ，P b ＝P d ，所以P a ＝P c <P b ＝P d ，选项A 正确． 考点二 纯电阻电路与非纯电阻电路5．关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( ) A ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，且W ＝QB ．在任何电路中都有W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt ，但W 不一定等于QC ．W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立D ．W ＝UIt 在任何电路中都成立，Q ＝I 2Rt 只在纯电阻电路中才成立 答案 B解析 W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路，则W ＝Q ，在非纯电阻电路中W >Q ，B 对，A 、C 、D 错． 6.(2018·福建师大附中高二期末)如图3所示，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( )图3A ．I ＝UrB ．P ＝UI ＋I 2rC ．P 热＝U 2rD ．P 出＝UI －I 2r答案 D解析 电动机为非纯电阻用电器，电动机中通过的电流为I <Ur ，它消耗的电能一部分转化成机械能，一部分自身发热，线圈电阻的发热功率P 热＝I 2r ，消耗的电功率为P ＝IU ，所以根据能量守恒得出P 出＝IU －I 2r ，故D 正确．7.如图4所示，有一内阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W ”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )图4A ．电解槽消耗的电功率为120 WB ．电解槽的发热功率为60 WC ．电解槽消耗的电功率为60 WD ．电路消耗的总功率为60 W 答案 C解析 灯泡正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝611 A ，则电解槽消耗的电功率P ＝P 灯＝60 W ，A 错，C 对；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内≈1.3 W ，B 错；整个电路消耗的总功率P 总＝220×611W ＝120 W ，D 错．8．(2019·江苏模拟)如图5所示，定值电阻R 和内阻为r 的电动机M 串联接到电路中，接通开关后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功W 1，产生热量Q 1，电流流过电动机做功W 2，产生热量Q 2，则有( )图5A.U 1R ＝U 2rB.U 1R <U 2rC ．Q 1＝U 12R t ，Q 2＝U 22r tD ．W 1＝U 12R t ，W 2＝U 22r t答案 B解析 设开关接通后，电路中电流为I .对于电阻R ，由欧姆定律得U 1＝IR ，有I ＝U 1R ，对于电动机，有U 2>Ir ，联立得U 1R <U 2r ，故A 错误，B 正确；根据焦耳定律得Q 1＝I 2Rt ＝U 12R t ，Q 2＝I 2rt <U 22r t ，故C 错误；电流通过电阻R 做功W 1＝Q 1＝I 2Rt ＝U 12Rt ，电流流过电动机做功W 2＝U 2It <U 22rt ，故D 错误．9．(多选)(2019·滨州市高二期末)如图6所示是某款电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成，电动机的内阻为r ＝40 Ω，已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时电吹风的功率为110 W ，吹热风时电吹风的功率为990 W ，关于该电吹风，下列说法正确的是( )图6A ．电热丝正常工作时的电阻为55 ΩB ．电动机工作时的电流为5.5 AC ．当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为6 600 JD ．电动机的机械功率为100 W 答案 ACD解析 电热丝和电动机并联，两端电压均为220 V ，吹热风和吹冷风状态下电动机功率相等，P M ＝110 W ，所以电热丝电阻的功率P R ＝990 W －110 W ＝880 W ，由R ＝U 2P R ＝2202880 Ω＝55 Ω，A 对；电动机工作时的电流为I ＝P M U ＝110220A ＝0.5 A ，B 错；当电吹风吹热风时，电动机每分钟消耗的电能为Q ＝P M t ＝110×60 J ＝6 600 J ，C 对；电动机的热功率P 热＝I 2r ＝0.52×40 W ＝10 W ，所以电动机的机械功率为P 机＝P M －P 热＝110 W －10 W ＝100 W ，D 对．10.(2019·天津市六校联考)长为L 的均匀金属丝总电阻为R ，弯成如图7所示的圆形闭合导线环，A 、B 、C 、D 四点将圆环等分．将A 、C 两点接入电压恒为U 的电源上时，圆环消耗的功率为P .若将A 、B 两点接入同样的电源上时，圆环消耗的功率为( )图7A.43PB.34PC.316P D ．2P 答案 A解析 导线环每一等份的电阻为14R ，则当A 、C 点接入电路中时总电阻：R 1＝14R ；当A 、B点接入电路中时总电阻：R 2＝14R ·34R 14R ＋34R ＝316R ；由功率公式P ＝U 2R 得到：P 2∶P 1＝R 1∶R 2＝4∶3，又P 1＝P 得到：P 2＝43P .11.A 、B 均为标有“220 V 100 W ”的两盏相同的灯泡，C 、D 均为标有“220 V 40 W ”的两盏相同的灯泡．现将四盏灯泡接成如图8所示的电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D .则实际功率的大小关系为( )图8A ．P A ＝PB ，PC ＝PD B ．P A ＝P D ＞P B ＝P C C ．P D ＞P A ＞P B ＞P C D ．P B ＞P C ＞P D ＞P A 答案 C解析 根据R ＝U 2P 得，R A ＝R B ＜R C ＝R D .由电路图知，U B ＝U C ，根据P ＝U 2R 知P B ＞P C ；因为I A ＝I D ，根据P ＝I 2R 知，P D ＞P A .流过A 、D 的电流大于流过B 、C 的电流，由P ＝I 2R 知，P A ＞P B ，P D ＞P C ，所以P D ＞P A ＞P B ＞P C .12.(2019·启东中学高一下期末)如图9所示，M 为电动机，N 为电炉子，电炉子的电阻R ＝4 Ω，电动机的内阻r ＝1 Ω，恒定电压U ＝12 V ．当S 1闭合、S 2断开时，理想电流表A 示数为I 1；当S 1、S 2同时闭合时，理想电流表A 示数为I 2＝5 A ．求：图9(1)理想电流表的示数I 1及电炉子发热功率； (2)电动机的输出功率． 答案 (1)3 A 36 W (2)20 W解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得： I 1＝U R ＝124A ＝3 A其发热功率为：P R ＝I 12R ＝32×4 W ＝36 W ； (2)当S 1、S 2同时闭合时，流过电动机的电流为： I 3＝I 2－I 1＝2 A ，电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得： UI 3＝P 出＋I 32r ，代入数据解得：P 出＝20 W.13．一台电风扇的额定功率是60 W ，内阻为2 Ω，当把它接在220 V 的电压下时可以正常运转．(1)求电风扇正常运转时，通过它的电流多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流多大？电风扇实际消耗的电功率多大？此时可能会发生什么问题？答案 (1)0.27 A 59.85 J (2)110 A 24 200 W 电风扇将被烧坏解析 (1)电风扇正常运转，消耗的功率为额定功率P ＝UI ，所以I ＝P U ＝60220 A ≈0.27 A ，由能量守恒定律得W ＝Q ＋E ，则E ＝W －Q ＝Pt －I 2rt ≈59.85 J.(2)电风扇不转动时，相当于纯电阻，所以I ′＝U r ＝2202 A ＝110 A ，实际消耗的电功率P ′＝U 2r ＝22022 W ＝24 200 W ．由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，电风扇将被烧坏．14.图10为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，重物A 所受的重力为20 N ，不计摩擦力．图10(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机的输入功率和输出功率各是多少？ (3)电动机在10 s 内可以把重物A 匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？答案 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%解析 (1)根据焦耳定律，热功率为P 热＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W. 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P 出＝P 入－P 热＝5 W －1 W ＝4 W. (3)电动机输出的功率用来提升重物，转化为机械功率，在10 s 内有P 出t ＝Gh . 解得h ＝P 出t G ＝4×1020 m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出P 入×100%＝80%.2 闭合电路的欧姆定律[学习目标]1．知道电源的作用，了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系，知道电动势的概念.2.能够根据能量守恒定律推导闭合电路的欧姆定律.3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系．一、电动势1．非静电力的作用：把正电荷从负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加． 2．电源(1)定义：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置．(2)能量转化：在电源内部，非静电力做正功，其他形式的能转化为电势能，在电源外部，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能． 3．电动势(1)电动势：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷量q 的比值．(2)定义式：E ＝Wq.单位：伏特(V)．(3)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量．(4)决定因素：由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关．二、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路中的能量转化(1)时间t 内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W ＝Eq ＝EIt . (2)时间t 内外电路产生的内能为Q 外＝I 2Rt .内电路产生的内能为Q 内＝I 2rt . (3)根据能量守恒定律，在纯电阻电路中应有W ＝Q 外＋Q 内，即EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt . 2．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． (2)表达式：I ＝ER ＋r.(3)另一种表达形式：E ＝U 外＋U 内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和． 三、路端电压与负载的关系1．路端电压的表达式： U ＝E －Ir .2．路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻R 增大时，由I ＝ER ＋r 可知电流I 减小，路端电压U ＝E －Ir 增大．(2)当外电阻R 减小时，由I ＝ER ＋r可知电流I 增大，路端电压U ＝E －Ir 减小．(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I 变为0，U ＝E .即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源短路时，外电阻R ＝0，此时I ＝Er.1．判断下列说法的正误．(1)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比．( × ) (2)E ＝Wq只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源中非静电力的特性决定.( √ )(3)E ＝U ＋Ir 适用于任何电路．( √ )(4)某电源电动势为10 V ，内阻为2 Ω，外接一线圈电阻为8 Ω的电动机，则电路中的电流为1 A ．( × )(5)在闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．( √ ) (6)电路断开时，电路中的电流为零，路端电压也为零．( × ) (7)外电路短路时，电路中的电流无穷大．( × )2.如图1所示，电动势为2 V 的电源跟一个阻值R ＝9 Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V ，则电源的内阻为________ Ω.图1答案 1一、电动势 导学探究(1)电源内部的电场沿什么方向？正电荷所受静电力是正电荷运动的动力还是阻力？ (2)是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极？此过程正电荷的电势能如何变化？答案 (1)电场方向由正极指向负极 静电力为正电荷运动的阻力 (2)非静电力 正电荷的电势能增加 知识深化1．静电力和非静电力(1)静电力是带电体之间通过电场相互作用的力，非静电力是指除静电力外能对电荷移动起作用的力 . (2)非静电力的来源①在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能． ②在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能． 2．静电力与非静电力做功的比较(1)非静电力只存在于电源内部，因此非静电力只在电源内部对电荷做功．通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．(2)静电力存在于整个闭合电路上，所以在电路中任何部位静电力都要做功．静电力做功将电能转化为其他形式的能． 3．电动势(1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，则电动势越大．(2)公式E ＝Wq 是电动势的定义式而不是决定式，E 的大小与W 和q 无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同．(3)电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A ．电动势越大，表明电源储存的电能越多B ．电动势的大小是非静电力做功能力的反映C ．电动势就是闭合电路中电源两端的电压D ．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 答案 B解析 电源电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，反映了非静电力做功的能力．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，故B 正确，A 、C 错误；在电源内部既存在非静电力，又存在静电力，故D 错误．二、闭合电路的欧姆定律导学探究如图2为闭合电路的组成．图2(1)在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？(2)若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？(3)闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？答案(1)在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高．(2)EIt I2rt I2Rt EIt＝I2Rt＋I2rt(3)E＝IR＋Ir或I＝ER＋r知识深化1.内、外电路中的电势变化如图3所示，外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高．图32．闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)I＝ER＋r、E＝IR＋Ir只适用于外电路为纯电阻的闭合电路．(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U内适用于任意的闭合电路．(2019·聊城市期末)如图4所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4 V,8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V．求：图4(1)电阻R 的阻值； (2)电源的电动势和内阻． 答案 (1)5 Ω (2)6 V 1 Ω解析 (1)当开关S 接b 点时，由欧姆定律得，电阻R 的阻值为R ＝U I ＝51 Ω＝5 Ω(2)当开关S 接a 时，U 1＝4 V ，I 1＝P 1U 1＝84 A ＝2 A当开关S 接b 时，U 2＝5 V ，I 2＝1 A 根据闭合电路欧姆定律得： E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r 联立得：E ＝6 V ，r ＝1 Ω.针对训练1 如图5所示，电源的电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电阻R 1＝R 2，当开关S 1闭合、S 2断开时，通过电源的电流为1 A ．当开关S 1、S 2都闭合时，求通过电源的电流和路端电压．图5答案 1.5 A 0.75 V解析 当S 1闭合、S 2断开时，根据闭合电路的欧姆定律 有：I 1＝ER 1＋r得R 1＝EI 1－r ＝1 Ω当S 1、S 2都闭合时，根据闭合电路的欧姆定律，有：I ＝E R 总＋r ＝ER 1·R 2R 1＋R 2＋r ＝1.5 A路端电压U ＝E －Ir ＝0.75 V . 三、路端电压与负载的关系 导学探究1.在如图6所示的电路中，电源的电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、。
《能量守恒定律与能源》 讲义
《能量守恒定律与能源》讲义一、能量守恒定律的发现与发展在探索自然界的奥秘中，能量守恒定律无疑是一座重要的里程碑。
这一定律的发现并非一蹴而就，而是经过了众多科学家的不懈努力和逐步积累。
早在 19 世纪，科学家们就开始对各种形式的能量进行研究。
迈尔医生通过对人体新陈代谢的观察，提出了能量转化与守恒的思想。
焦耳则通过一系列精确的实验，定量地证明了电能与热能之间的转化关系，为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。
亥姆霍兹在总结前人工作的基础上，系统地阐述了能量守恒定律。
他指出，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律的发现，彻底改变了人们对自然界的认识。
它揭示了自然界中各种现象之间的内在联系，使得物理学的各个分支得以统一。
二、能量守恒定律的内涵能量守恒定律是自然界最基本的定律之一，它具有极其丰富的内涵。
首先，能量的形式多种多样，如机械能、内能、电能、光能、化学能等等。
这些不同形式的能量可以相互转化。
例如，当物体下落时，重力势能转化为动能；燃料燃烧时，化学能转化为内能。
其次，能量的转化和转移是有方向性的。
例如，热传递过程中，热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能反向传递。
这就导致了在实际的能量利用过程中，总会存在能量的损耗和浪费。
再者，能量守恒定律适用于一切宏观和微观的物理过程。
无论是宇宙天体的运行，还是原子、分子内部的微观粒子运动，都遵循着能量守恒定律。
三、能量守恒定律的应用能量守恒定律在生活和科学技术中有着广泛的应用。
在工程领域，例如汽车发动机的设计，就需要考虑燃料燃烧产生的能量如何有效地转化为机械能，以提高发动机的效率。
在能源开发方面，对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用，也是基于能量守恒定律。
通过将这些能源转化为电能或其他形式的可用能源，为人类的生产和生活提供动力。
在日常生活中，我们使用的各种电器设备，如电灯、空调、冰箱等，其工作原理都离不开能量守恒定律。
教科版初中物理九下11.1能量守恒定律 课件
答案：D
课堂练习
2.（202X秋•江津区校级月考）下列对生活中一些 现象的解释正确的是（ ） A．热机排出的尾气没有内能 B．热传递改变物体内能，是不同情势能量的相互 转化 C．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能 量的总量总保持不变 D．用高温开水能很快泡出茶香、茶色，这是因为 温度越高分子无规则运动越缓慢
形形色色的能量 不同情势能量的相互转机化械运动 能量守恒定律 永动机是不可能实现的
想一想：能量守恒定律的内容是什么？ 能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物 体转移到其他物体或从一种情势转化为其他情势 时总量不变
形形色色的能量 不同情势能量的相互转机化械运动 能量守恒定律 永动机是不可能实现的
2
不同情势能量的相互转化
3
能量守恒定律
4
永动机是不可能实现的
形形色色的能量 不同情势能量的相互转机化械运动 能量守恒定律 永动机是不可能实现的
1.不同的运动情势，对应不同的能量，常见的能量有机械能、内 能、电能、光能等。 2.下列物体具有什么情势的能量：在空中运动的皮球具有机械能 阳光具有光能，烫手的暖气片具有内能电池具有化学能。
想一想：什么叫永动机？永动机能实现吗？为什 么？
形形色色的能量 不同情势能量的相互转机化械运动 能量守恒定律 永动机是不可能实现的
想一想：试分析该永动机失败的原因是什么？
课堂练习
1.（202X秋•邵阳县期末）下列关于能量的转化 和守恒的说法，不正确的是（ ） A．“既要马儿跑，又要马儿不吃草”违背了能 量守恒定律 B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C．用热水袋取暖，说明内能是可以产生转移的 D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以 凭空产生
课后反思
高中物理必修三机械能 能量守恒定律讲义
高中物理必修三机械能能量守恒定律讲义一、概述本讲义主要介绍了高中物理必修三中的机械能和能量守恒定律。
通过研究这一部分的内容，我们将了解机械能的概念以及能量守恒定律的应用。
二、机械能1. 机械能的定义机械能是指物体在运动过程中所具有的动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置关系而具有的能量。
2. 动能动能的定义为$E_k = \frac{1}{2} mv^2$，其中$E_k$表示动能，$m$表示物体的质量，$v$表示物体的速度。
3. 势能势能可以分为重力势能和弹性势能两种。
- 重力势能的定义为$E_p = mgh$，其中$E_p$表示重力势能，$m$表示物体的质量，$g$表示重力加速度，$h$表示物体的高度。
- 弹性势能的定义为$E_p = \frac{1}{2} kx^2$，其中$E_p$表示弹性势能，$k$表示弹簧的劲度系数，$x$表示弹簧的变形量。
三、能量守恒定律能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量总量保持不变。
这意味着物体在运动过程中，动能的增加必然伴随着势能的减少，反之亦然。
四、应用实例能量守恒定律在实际生活中有着广泛的应用。
以下是一些相关实例：1. 坠落物体：当物体从高处坠落时，重力势能减少而动能增加。
2. 弹簧振动：弹簧在振动过程中，动能和弹性势能相互转化。
3. 滑雪：滑雪过程中，重力势能转化为动能。
五、总结通过本讲义的研究，我们了解到了机械能的概念和能量守恒定律的应用。
能量守恒定律在物理学中起着重要的作用，并可以应用于各种实际问题的解决中。
以上就是高中物理必修三中关于机械能和能量守恒定律的讲义内容总结。
参考资料：- 高中物理必修三教材。
《能量守恒定律》 讲义
《能量守恒定律》讲义在我们生活的这个世界中，存在着各种各样奇妙而又神秘的规律，其中能量守恒定律无疑是最为重要的基本定律之一。
它如同一位公正无私的裁判，默默地掌控着能量在宇宙万物中的流动与转换。
那什么是能量守恒定律呢？简单来说，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在这个过程中，能量的总量始终保持不变。
让我们从日常生活中的一些例子来感受一下这个定律的魅力。
比如，当我们把一个球举高，让它具有一定的重力势能。
然后松开手，球会下落，在下落的过程中，重力势能逐渐减少，但同时球的速度会越来越快，动能不断增加。
当球落到地面时，重力势能几乎为零，而动能达到最大值。
整个过程中，能量并没有消失，只是从重力势能转化成了动能。
再比如，我们骑自行车。
当我们用力蹬脚踏板时，我们身体里储存的化学能转化为自行车的动能，使自行车前进。
同时，因为与地面和空气的摩擦，一部分能量又会转化为热能散失掉。
但总的能量依然是不变的。
在自然界中，能量守恒定律也无处不在。
比如，水力发电就是利用水从高处流到低处时的重力势能转化为电能。
风吹动风车发电，是风能转化为电能。
植物通过光合作用将光能转化为化学能储存起来。
能量守恒定律的发现经历了一个漫长而曲折的过程。
在历史上，有许多科学家为了揭示这个真理付出了不懈的努力。
在早期，人们对于能量的认识还比较模糊。
直到 19 世纪，随着科学技术的不断进步，科学家们通过大量的实验和观察，逐渐发现了能量转化和守恒的规律。
德国医生迈尔是最早发现能量守恒定律的人之一。
他在给病人治疗时，通过对血液颜色的观察，联想到了能量的转化。
他发现，生物体内的能量转化与物理过程中的能量转化有着相似之处，并提出了能量守恒的思想。
英国物理学家焦耳通过一系列精确的实验，测量了各种形式能量之间的转化关系，为能量守恒定律提供了坚实的实验基础。
他的实验成果让人们对能量守恒定律有了更深刻的认识和理解。
能量守恒定律(共22张PPT)物理九年级下册
什么叫能量？
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。能量简称“能”。
（2）自然界的能量有机械能、内能、光能、电能等多种形式。
人们发现，自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。
机械能（重力势能、弹性势能、动能）、风能、电能、光能、内能、核能、生物能、化学能、太阳能等。
观察 试着分析以下过程中的能量转化情况。
小球从最高点下落摆动至最低点的过程中，__________能转化为_______能。
重力势
动
小球上下运动，动能与势能（包括__________和__________）不断相互转化。
重力势能
弹性势能
木块从 a 点开始运动，在摩擦力的作用下到 b 点停止，在此过程中，____能转化为_____能。
动
内
电流经过电灯发光，电能转化为_____能和_____能。
光
内
既然不同形式的能量是可以相互转化的，为了便于传递、输送，我们利用最广泛的能量形式是哪一种呢？
从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电能为中心的能量转化和利用的过程。
讨论交Hale Waihona Puke 我们生产、生活中的能量从哪里来?
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉，人类的日常生活，也无法离开阳光。
上发条后，弹簧发条不断将弹性势能补充给钟摆，维持正常的摆动。
能量守恒定律：能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。这称为能量守恒定律。
能量守恒定律是最可靠、最重要、最普遍的自然规律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守这一定律。
《能量与能量守恒》 讲义
《能量与能量守恒》讲义一、能量的概念在我们生活的这个世界中，能量无处不在。
从太阳散发的光和热，到我们日常的一举一动，都与能量息息相关。
那么，究竟什么是能量呢？简单来说，能量就是使物体能够做功的本领。
比如，一辆行驶的汽车具有动能，因为它能够推动其他物体；一个被举高的重物具有重力势能，当它下落时可以做功。
能量的形式多种多样，包括机械能、内能、电能、化学能、核能等等。
机械能是我们比较容易理解的一种能量形式。
它包括动能和势能。
动能取决于物体的质量和速度，速度越快、质量越大，动能就越大。
势能则与物体的位置或状态有关，比如重力势能取决于物体的高度，弹性势能取决于物体的形变程度。
内能则是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
当我们加热一个物体时，它的内能会增加，表现为温度升高。
电能是由电荷的运动产生的，我们日常生活中使用的电灯、电器等都依赖电能来工作。
化学能存在于物质的化学键中，当发生化学反应时，化学能可以转化为其他形式的能量，比如燃料的燃烧就是化学能转化为热能和光能。
核能则来自于原子核的变化，核电站就是利用核能来发电的。
二、能量的转化在各种现象和过程中，能量不是孤立存在的，而是不断地从一种形式转化为另一种形式。
比如，水力发电站中，水从高处流下，带动水轮机转动，将水的重力势能转化为水轮机的动能，水轮机再带动发电机发电，将动能转化为电能。
在汽车的发动机中，燃料燃烧产生的化学能转化为热能，推动活塞做功，又将热能转化为机械能。
太阳能热水器是将太阳能转化为内能，使水的温度升高。
植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能储存起来。
我们在日常生活中，一举一动都伴随着能量的转化。
走路时，肌肉的收缩将体内储存的化学能转化为机械能；吃饭后，食物中的化学能在身体里经过一系列的化学反应，转化为维持生命活动所需的各种能量形式。
三、能量守恒定律能量守恒定律是自然界最基本的定律之一。
它指出：在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律ppt教学课件
• 2．反映自然界各种形式能相互转化的实例插图。 • 3．历史上有人设计的“永动机”插图。
一教学能过量程守恒定律
对与一个与自然界无任何联系的系统来说, 系统 内各种形式的能量是可以相互转换的，但是不论如何 转换，能量既不能产生，也不能消灭，这一结论叫做
能量守恒定律 .
迈尔 焦耳 亥姆霍兹
讨论
势能是状态函数
Ep Ep (x, y, z)
势能具有相对性，势能大小与势能零点的选取有关 .
势能是属于系统的 .
势能计算
令 Ep0 0
W (Ep Ep0 ) Ep
Ep (x, y, z)
Ep0 0
F
dr
(x, y,z)
四 动能定理 功能原理
1
质点的动能定理
d (mv)
W
2.1《能量守恒定律》
教学目标
• 知识与能力： • （1）理解量守恒定律，能列举出量守恒定律的实
例；
• （2）理解“永动机”不能实现的原理。
• （３）让学生初步学会运用量守恒定律计算一些 简单的内能和机械能相互转化的问题。
• （４）量守恒定律是自然科学的基本定律之一， 应用量守恒的观点来分析物理现象、解决物理问 题是很重要的物理思维方法。
dP
dt
质点运动
刚体定轴转动
动量定理
Fdt mv2 mv1
角动量定理
Mdt J2 J1
动能 1 mv2
功
W
2
F
dr
转动动能 1 J 2
2
力矩的功 W M d
动能定理
转动动能定理
W
1 2
mv22
1 2
mv12
W
能量守恒定律 学生版讲义中档
能量守恒定律能量守恒定律⒈能量守恒定律的建立过程能量恒定律是建立在自然科学发展的基础上的，从16世纪到18世纪，经过伽利略、牛顿、惠更斯、莱布尼茨以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展，机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发。
18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间联系相继被发现，伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说，把物体内能的变化与机械运动联系起来。
1800年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他的一些电磁现象。
这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀。
在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律作了必要的准备。
能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和亥姆霍兹等人完成。
德国医生迈尔是从生理学的角度开始对能量进行研究的。
1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发，表达了能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人。
英国物理学家焦耳在1840年到1878年将近40年的时间里，研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。
在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论文，在这篇论文里，他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式的能的转化和守恒，并且把结果跟永动机不可能制造成功联系起来，他认为不可能无中生有地创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。
亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了一个清晰、全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。
在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的研究。
他们从不同的角度出发，彼此独立地研究，却几乎同样发现了这一伟大的定律，因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果。
《能量守恒定律》 讲义
《能量守恒定律》讲义在我们生活的这个奇妙世界中，存在着许多看似神奇却又遵循着一定规律的现象。
其中，能量守恒定律无疑是物理学中最为重要的基本定律之一。
它就像一把万能钥匙，能够帮助我们理解和解释各种各样的自然现象和过程。
那什么是能量守恒定律呢？简单来说，能量守恒定律指出：在一个孤立系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。
为了更好地理解这个定律，让我们先来看看一些常见的例子。
比如说，当我们把一个球从高处扔下来，球在下落的过程中，它的位置高度不断降低，势能逐渐减少。
但是，与此同时，球的速度越来越快，动能不断增加。
在这个过程中，势能减少的量等于动能增加的量，总能量始终保持不变。
再比如，我们燃烧煤炭来发电。
煤炭中储存的化学能通过燃烧转化为热能，热能再推动蒸汽机或燃气轮机，将热能转化为机械能，最后机械能通过发电机转化为电能。
在整个过程中，虽然能量的形式发生了多次变化，但总能量并没有增加或减少。
又比如说，我们骑自行车。
当我们用力蹬踏板时，身体内的化学能转化为机械能，使自行车获得前进的动力。
同时，由于摩擦力和空气阻力的存在，一部分机械能会转化为热能散失到周围环境中。
但无论如何，能量的总量始终是不变的。
能量守恒定律的发现和确立，经历了一个漫长而曲折的过程。
在早期，科学家们对于能量的认识还比较模糊和片面。
随着科学技术的不断发展和实验研究的不断深入，人们逐渐认识到能量的转化和守恒关系。
在 19 世纪，众多科学家的工作为能量守恒定律的最终确立奠定了基础。
德国医生迈尔通过对人体新陈代谢的研究，提出了能量守恒的思想。
英国物理学家焦耳通过大量精确的实验，测定了热功当量，为能量守恒定律提供了有力的实验证据。
德国物理学家亥姆霍兹则在理论上对能量守恒定律进行了系统的阐述和总结。
能量守恒定律具有极其重要的意义。
首先，它是自然界的普遍规律之一，适用于各种物理过程和现象。
功能关系-能量守恒定律备课讲稿
规律总结 力学范围内,应牢固掌握以下三条功能 关系: (1)重力的功等于重力势能的变化,弹力的功等于弹 性势能的变化. (2)合外力的功等于动能的变化. (3)除重力、弹力外,其他力的功等于机械能的变化. 运用功能关系解题时,应弄清楚重力做什么功,合外 力做什么功,除重力、弹力外的力做什么功,从而判 断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化.
热点二 对能量守恒定律的理解和应用 1.对定律的理解
(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能 增加,且减少量和增加量一定相等. (2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的 能量增加,且减少量和增加量一定相等. 这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本 思路. 2.应用定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能［如动能、势能(包括重 力势能、弹性势能、电势能)、内能等］在变化.
一对相互作用的滑动摩擦力
一对静摩擦 对物体系统所做的总功,等于
不 一对摩
力所做功的 摩擦力与相对路程的乘积,即
同 点
擦力做 功方面
代数总和等 Wf=-Ff·l相表示物体克服摩
于零
擦力做功,系统损失的机械能
转变成内能
相 同
正负功、 不做功
两种摩擦力都可以对物体做正功、负功,还 可以不做功
点
方面
特别提示
Hale Waihona Puke (2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减 少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增 的表达式. (3)列出能量守恒关系式:ΔE减=ΔE增. 特别提示 1.应用能量守恒定律解决有关问题,关键是准确 分析有多少种形式的能量在变化,求出减少的总能 量ΔE减和增加的总能量ΔE增,然后再依据能量守 恒定律列式求解. 2.高考考查该类问题,常综合平抛运动、圆周运 动以及电磁学知识考查判断、推理及综合分析能力.
《能量守恒定律与能源》 讲义
《能量守恒定律与能源》讲义一、能量守恒定律的基本概念能量守恒定律是自然界中最基本、最重要的定律之一。
它指出，在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而总的能量保持不变。
为了更好地理解这个概念，让我们举几个简单的例子。
比如，当一个物体从高处自由下落时，它的重力势能逐渐转化为动能。
在这个过程中，总的机械能（重力势能与动能之和）是保持不变的。
又比如，在一个电路中，电源提供的电能会转化为电阻上产生的热能和通过电器工作所消耗的能量，能量的总量依然保持恒定。
能量守恒定律适用于各种形式的能量，包括机械能、热能、电能、化学能、核能等等。
无论能量的形式如何变化，其总量始终不变。
二、能量守恒定律的发现历程能量守恒定律的发现并非一蹴而就，而是经过了许多科学家的不懈努力和探索。
在 18 世纪，许多科学家已经开始对热现象进行研究。
其中，英国科学家詹姆斯·焦耳通过一系列精确的实验，测定了热功当量，为能量守恒定律的建立奠定了重要的实验基础。
19 世纪中叶，德国科学家亥姆霍兹在总结了众多前人研究成果的基础上，系统地阐述了能量守恒定律的数学表达式和物理意义。
能量守恒定律的发现，是人类对自然界认识的一次重大飞跃，它揭示了自然界中各种现象之间的内在联系，为物理学的发展开辟了新的道路。
三、能量守恒定律的意义能量守恒定律具有极其重要的意义。
首先，它是物理学的基石之一。
几乎所有的物理过程都必须遵循能量守恒定律，这为我们研究和解决物理问题提供了一个强大的工具和约束条件。
其次，能量守恒定律对于我们理解自然界的统一性和规律性具有关键作用。
它表明，无论在宏观世界还是微观世界，无论在机械运动还是热运动中，能量的转化和守恒都是普遍存在的。
再者，能量守恒定律对于技术的发展和应用也具有重要的指导意义。
例如，在能源开发和利用方面，我们必须充分考虑能量的转化效率和守恒原则，以实现能源的高效利用和可持续发展。
九年级物理下册(教科版) 11.1节 能量守恒定律 (课件)36页
4.各种情势的能量相互转化过程中，下列说法 正确的是（ C ） A.机械能一定守恒
B.各种情势的能量都守恒 C.各种情势能的总量一定守恒 D.内能一定守恒
（2）在摩擦生热现象中，机械能转化为内 能，消耗多少机械能，产生多少内能，能的 总量是守恒的。
（3）在燃料燃烧的过程中，化学能转化为内能，消 耗多少燃料中蕴含的化学能，就会产生多少内能， 能的总量是守恒的。
（4）能量守恒定律说明能量“不生不灭，只 能转化、转移，而总量不变。”
（5）能量守恒定律是普遍适用的规律，大到 天体、小到原子核，所有能量的转移、转化 的过程，都服从能量守恒定律。
通讯 空调、冷藏
餐饮 电能
交通 洗衣、除尘、健身
照明
娱乐
思考：我们生产生活中的能量从哪里来？ （1）各种植物通过光合作用，把太阳
能转变成化学能在植物体内贮存下来。
（2）煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由 古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成 的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。
（3）此外，水能、风 能等也都是由太阳能转换 来的。也就是说地球上的 能量大部分来自太阳能。
2.下列几种情况中属于能量转移的是（ A ） A.人在火炉旁取暖 B.铅球在地面上慢慢地停下来 C.运载火箭腾空而起 D.火药燃烧
3.下列关于能量转化和守恒的说法中错误的是（D ）
A.高山上滚下的石块速度越来越快，说明重力转化为动能 B.酒精燃烧时，将化学能转化为内能 C.发电机发电时，将机械能转化为电能 D.人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
能量的转化
结论： 在一定条件下,各种情势的能量都可以相互转化。 1、能量从一个物体转移到另一个物体； 2、能量从一种情势转化为另一种情势。
初中一年级学生教案：学习能量守恒定律
初中一年级学生教案：学习能量守恒定律学习能量守恒定律一、引言能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它指出在任何封闭系统中，能量总量是不变的。
对于初中一年级的学生来说，学习能量守恒定律是理解物质世界运行规律的重要一步。
本节课将围绕着能量守恒的概念展开教学，帮助学生理解并应用这一定律。
二、理论讲解1. 什么是能量守恒定律能量守恒定律，也叫作能量守恒原理，它是描述能量在物理现象中的守恒规律。
它指出，在一个封闭系统中，能量既不能凭空消失，也不能凭空产生，而只能转化成其他形式。
简而言之，能量守恒定律就是说能量不会凭空增加或减少，只会在不同形式之间进行转换。
2. 能量的形式能量在物质世界中以不同的形式存在。
常见的能量形式包括机械能、电能、热能、化学能、辐射能等。
在学习能量守恒定律时，需要了解不同形式的能量，并掌握它们之间的转化关系。
3. 能量转化的例子为了帮助学生理解能量守恒定律，可以给予他们一些具体的能量转化的例子。
比如，让学生想象一个滑动摩擦力的情景：当一个物体在光滑的水平面上滑动时，摩擦力会使物体慢下来并最终停下来。
在这个过程中，物体的机械能逐渐转化为热能，因为摩擦会导致物体表面的分子发热。
这个例子可以帮助学生理解能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
三、实验演示为了加深学生对于能量守恒定律的理解，可以进行一些与能量转化相关的实验。
以下是一个简单的实验演示：材料：一段木制斜面、一个小车、一个弹簧。
步骤：1. 将木制斜面倾斜固定在桌面上，并将小车放在斜面顶端。
2. 轻轻推动小车，观察其从斜面上滑下的过程。
3. 将弹簧固定在斜面底端，使小车滑到弹簧上。
4. 观察小车滑到弹簧上后的反弹情况。
观察结果：小车从斜面上滑下时，它的机械能逐渐转化为热能和声能，因为摩擦和碰撞会导致能量的损失。
而当小车滑到弹簧上时，弹簧会将小车的机械能转化为弹性势能，之后小车会反弹。
通过这个实验演示，学生可以更加直观地感受到能量转化的过程，加深对于能量守恒定律的理解。
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能量守恒定律
能量守恒定律
⒈能量守恒定律的建立过程
能量恒定律是建立在自然科学发展的基础上的，从16世纪到18世
纪，经过伽利略、牛顿、惠更斯、莱布尼茨以及伯努利等许多物理
学家的认真研究，使动力学得到了较大的发展，机械能的转化和守恒的初步思想，在这一时期已经萌发。
18世纪末和19世纪初，各种自然现象之间联系相继被发现，伦福德和戴维的摩擦生热实验否定了热质说，把物体内能的变化与机械运动联系起来。
1800年发明伏打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他的一些电磁现象。
这一时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀。
在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它所摄取的食物的化学能有关，自然科学的这些成就，为建立能量守恒定律作了必要的准备。
能量守恒定律的最后确定，是在19世纪中叶由迈尔、焦耳和亥姆霍兹等人完成。
德国医生迈尔是从生理学的角度开始对能量进行研究的。
1842年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发，表达了能量转化和守恒思想，他分析了25种能量的转化和守恒现象，成为世界上最先阐述能量守恒思想的人。
英国物理学家焦耳在1840年到1878年将近40年的时间里，研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化学和机械作用之间的联系，做了400多次实验，用各种方法测定了热和功之间的当量关系，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基
础。
在1847年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍
兹在柏林也宣读了同样课题的论文，在这篇论文里，他分析了化学
能、机械能、
电磁能、光能等不同形式的能的转化和守恒，并且把结果跟永动机
不可能制造成功联系起来，他认为不可能无中生有地创造一个永久
的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。
亥姆霍兹在
论文里对能量守恒定律作了一个清晰、全面而且概括的论述，使这
一定律为人们广泛接受。
在19世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的研究。
他们从不同
的角度出发，彼此独立地研究，却几乎同样发现了这一伟大的定律，
因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果。
此时，能量转
化和守恒定律得到了科学界的普遍承认。
这一原理指出：自然界的
一切物质都具有能量，对应于不同的运动形式，能量也有不同的形式，如机械运动的动能和势能，热运动的内能，电磁运动的电磁能，化学运动的化学能等，他们分别以各种运动形式特定的状态参量来表示，当运动形式发生变化或运动量发生转移时，能量也从一种形式转化为另一种形式，从一个系统传递给另一个系统；在转化和传递中总能量始终不变，恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一（另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论）。
能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
⒉ 能量耗散
既然能量是守恒的，不可消灭，为什么我们还要节约能源呢？打碎的镜子不可能自动复原成原来完好的样子，冒起的煤烟和散开的炭灰不可能自发的重新组合成一堆煤炭。
类似的，自然界中自发的能量转化和转移也具有某种方向性。
比如在与热现象有关的能量转化过程就是具有方向性的。
例如：摩擦力做功的过程，要损耗机械能而生热，产生的热不可能自发的全部转化成机械能。
这种现象叫做能量的耗散，在能源的利用过程中，及在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。
迪南德·冯·亥姆霍兹（H1821～1894）德
家、生理学家、心理学家。
1847年他在德国物理学会发表了关于力的守恒讲演，第一次以数学方式提出能量守恒定律
典例精讲
【例2.1】（2019春•宜昌期末）关于能源与能量，下列说法正确的是（）
A．自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
B．以今天的开采和消耗速度，自然界中煤炭、石油资源可供人类永续利用
C．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造
D．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性
【例2.2】（2018•广东学业考试）下列设备工作时，将电能转化为机械能的是（）A．电动机B．发电机C．蒸汽机D．柴油机
【例2.3】（2018春•太仆寺旗校级期末）在一个密闭隔热的房间里，有一电冰箱正在工作，如果打开电冰箱的门，过一段时间后房间的温度会（）
A．降低 B．不变 C．升高 D．无法判断
【例2.4】（2018秋•深州市校级月考）一小球从某一高度H下落到水平地面上，与水平地面碰撞后弹起，假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失，但由于受到大小不变的空气阻力的影响，使每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的3/4．为使小球弹起后能上升到原来的高度H，在小球开始下落时，在极短的时间内给小球补充能量，应补充（）
A．B C．D
【例2.5】（2018•通州区学业考试）“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源，其主要成份是甲烷。
科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里，储量可供人类使用约1000年。
桂林市新开通的301路公交车，使用的燃料主要成份就是甲烷。
如果301路公交车满载乘客时总质量是6000kg，1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min，匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍。
301公交车使用甲烷燃烧提供所需的能量，关于其能量的转化，下列说法中正确的是（）A．把电能转化为机械能B．把风能转化为机械能
C．把光能转化为机械能D．把化学能转化为机械能
【例2.6】（2018春•辛集市校级期中）下列关于能的转化与守恒定律的说法错误的是（）A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一物体
B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化
C．一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少D．能的转化与守恒定律证明了能量既不会产生也不会消失。