(新教材)高中物理《电路中的能量转化》PPT教学课件人教版1
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解析 由 W＝qU 知，电阻两端所加电压 U＝Wq ＝110 V，A 错误；由 P＝IU 得 I ＝UP＝1 A，B 正确；由 W＝Pt 得通电时间 t＝WP ＝3 s 或 t＝qI＝31 s＝3 s，C 正确； 由 R＝UI ，得 R＝110 Ω，D 正确。 答案 A
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[例2] 把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量
10
1.两种电路
(1)纯电阻电路：①定义：只含有纯电阻元件的电路称为纯电阻电路。
②特点：以产热为目的，电能全部转化为导体的内能。
③规律：WUItQI2RtU2t R
P电=UI P热=I2RU R2
(2)非纯电阻电路：①定义：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。
②特点：不是以产热为目的，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。
③规律： WUItQI2Rt
P电=UIP热=I2R
特别提醒：欧姆定律 I U 只适用于纯电阻电路 R
11
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＝P 出×100% ＝IU－I2r×100% 。
P入
IU
(5)当电动机的转子被卡住时就变成了纯电阻电路。
12
[思考判断] (1)电动机是非纯电阻用电器，所以在任何情况下，都不能将电能全部转化 为内能。( × ) (2)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。( √ )
3、说明：以上两式适用于一切电路来求电热与热功率。
8
[思考判断] (1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。( √ ) (2)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全 相同的。( × ) (3)Q＝I2Rt适用于任何电路求热量。( √ )
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三、电路中的能量转化 [实例分析]：标有“220 V 40 W”的白炽灯泡和“220 V 40 W”的电动机，把它们并联 后接到220 V的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同时间内产生的电热相同吗？
5
[思考判断] (1)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。( √ ) (2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。( √ ) (3)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大。( × ) (4)电功率越大，电流做功一定越快。( √ )
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二、 焦耳定律 [实例分析]：用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的 导线却不怎么热，这是什么原因？
，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1
D.1∶4
解析 设每根电热丝电阻为 R0，则 R 串＝2R0，R 并＝R20。由 Q＝W＝UR2t 得 t 串∶t 并 ＝4∶1。
答案 C 18
[例3] 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是 220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是( )
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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_2R__t __。
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＝___I_2R____。 (3)物理意义：表示电流___发__热__快__慢___的物理量。
3ห้องสมุดไป่ตู้
二、电功率 (1)定义：单位____时__间__内电流所做的功。 (2)公式：P＝Wt ＝___U__I ___。 (3)单位：__瓦__特____，符号为___W_____。 (4)意义：表示电流做功的__快__慢____。
4
对电功率的几点说明 (1)电功率 P＝Wt ＝UI 对任何电路都适用。 (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，也是用电器两端电压为额定电压 (或通过的电流为额定电流)时消耗的电功率。用电器铭牌上所标的功率即为额定 功率。 ②实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率。为了保证用电器不被损坏，要求 实际功率不能大于其额定功率。
第1节 电路中的能量转化
1
[观察探究]：如图所示，电路中电流为I，通电时间为t，那么在这段时间内通过这段电路 任一截面的电荷量是多少？如果这段电路两端的电势差是U，静电力做的功是多少？
2
一、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_×__1_0_6___ J。 说明：①从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 ②从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度 了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 ③电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。
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[例1] 一根电阻丝在通过2 C的电荷量时电流所做的功为8 J，若在相同的时间内通过4 C的 电荷量，求： (1)电阻丝上的电流所做的功； (2)电流做功的功率是原来的几倍。
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解析
(1)设电阻丝的电阻为
R，由
q＝It
得I2＝q2，由 I1 q1
W＝I2Rt
得WW21＝II2221＝qq2122，所
以 W2＝4W1＝32 J。
(2)由电功率 P＝Wt 得PP21＝WW21＝4(倍)。
答案 (1)32 J (2)4倍
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[针对训练1] 一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则下列说法错误的是( ) A.电阻两端所加电压为330 V B.通过电阻的电流为1 A C.电阻通电时间为3 s D.这个电阻的阻值为110 Ω
解析 由 W＝qU 知，电阻两端所加电压 U＝Wq ＝110 V，A 错误；由 P＝IU 得 I ＝UP＝1 A，B 正确；由 W＝Pt 得通电时间 t＝WP ＝3 s 或 t＝qI＝31 s＝3 s，C 正确； 由 R＝UI ，得 R＝110 Ω，D 正确。 答案 A
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[例2] 把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量
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1.两种电路
(1)纯电阻电路：①定义：只含有纯电阻元件的电路称为纯电阻电路。
②特点：以产热为目的，电能全部转化为导体的内能。
③规律：WUItQI2RtU2t R
P电=UI P热=I2RU R2
(2)非纯电阻电路：①定义：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。
②特点：不是以产热为目的，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。
③规律： WUItQI2Rt
P电=UIP热=I2R
特别提醒：欧姆定律 I U 只适用于纯电阻电路 R
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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＝P 出×100% ＝IU－I2r×100% 。
P入
IU
(5)当电动机的转子被卡住时就变成了纯电阻电路。
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[思考判断] (1)电动机是非纯电阻用电器，所以在任何情况下，都不能将电能全部转化 为内能。( × ) (2)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。( √ )
3、说明：以上两式适用于一切电路来求电热与热功率。
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[思考判断] (1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。( √ ) (2)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全 相同的。( × ) (3)Q＝I2Rt适用于任何电路求热量。( √ )
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三、电路中的能量转化 [实例分析]：标有“220 V 40 W”的白炽灯泡和“220 V 40 W”的电动机，把它们并联 后接到220 V的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同时间内产生的电热相同吗？
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[思考判断] (1)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。( √ ) (2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。( √ ) (3)电流通过用电器时，电流做的功越多，说明用电器的电功率越大。( × ) (4)电功率越大，电流做功一定越快。( √ )
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二、 焦耳定律 [实例分析]：用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的 导线却不怎么热，这是什么原因？
，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1
D.1∶4
解析 设每根电热丝电阻为 R0，则 R 串＝2R0，R 并＝R20。由 Q＝W＝UR2t 得 t 串∶t 并 ＝4∶1。
答案 C 18
[例3] 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是 220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是( )
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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_2R__t __。
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＝___I_2R____。 (3)物理意义：表示电流___发__热__快__慢___的物理量。
3ห้องสมุดไป่ตู้
二、电功率 (1)定义：单位____时__间__内电流所做的功。 (2)公式：P＝Wt ＝___U__I ___。 (3)单位：__瓦__特____，符号为___W_____。 (4)意义：表示电流做功的__快__慢____。
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对电功率的几点说明 (1)电功率 P＝Wt ＝UI 对任何电路都适用。 (2)额定功率和实际功率 ①额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率，也是用电器两端电压为额定电压 (或通过的电流为额定电流)时消耗的电功率。用电器铭牌上所标的功率即为额定 功率。 ②实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率。为了保证用电器不被损坏，要求 实际功率不能大于其额定功率。
第1节 电路中的能量转化
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[观察探究]：如图所示，电路中电流为I，通电时间为t，那么在这段时间内通过这段电路 任一截面的电荷量是多少？如果这段电路两端的电势差是U，静电力做的功是多少？
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一、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_×__1_0_6___ J。 说明：①从力的角度看，电流做功的实质是静电力对自由电荷做功。 ②从能的角度看，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度 了电能的减少量，标志着电能转化为其他形式的能的多少。 ③电功W＝UIt＝qU对任何电路都适用。
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[例1] 一根电阻丝在通过2 C的电荷量时电流所做的功为8 J，若在相同的时间内通过4 C的 电荷量，求： (1)电阻丝上的电流所做的功； (2)电流做功的功率是原来的几倍。
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解析
(1)设电阻丝的电阻为
R，由
q＝It
得I2＝q2，由 I1 q1
W＝I2Rt
得WW21＝II2221＝qq2122，所
以 W2＝4W1＝32 J。
(2)由电功率 P＝Wt 得PP21＝WW21＝4(倍)。
答案 (1)32 J (2)4倍
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[针对训练1] 一个电阻接入某电路后，消耗的功率为110 W，通过3 C的电荷量时，有330 J 的电能转化为内能，则下列说法错误的是( ) A.电阻两端所加电压为330 V B.通过电阻的电流为1 A C.电阻通电时间为3 s D.这个电阻的阻值为110 Ω