电路中的能量转化_课件
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第12章 第1节 电路中的能量转化 课件
D．电冰箱、电视机和空调器
)
【解析】 电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2 860 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．
【答案】 C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
内容索引
3．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行．一
空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调
两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD.则实际功率的大
小关系为
(
)
A．PA＝PB，PC＝PD
B．PA＝PD＞PB＝PC
C．PD＞PA＞PB＞PC
D．PB＞PC＞PD＞PA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
内容索引
根据R＝
【解析】
根据P＝
得RA＝RB＜RC＝RD.由电路图知UB＝UC，
验装置、实验过程，以及通过精确测量所得到的发现：当一种已知量
的伏打电在已知时间内通过一金属导体时，无论该金属导体的长度、
直径和无论是何种金属，其所放出的热总是与它的电阻及通过导体的
电流强度的平方成正比．
内容索引
1．对物理现象的研究通常有理论探究和实验探究两种途径，焦
耳是通过什么途径研究电流在导体中的发热规律的？
它进行了多方面的实验测试.1838年，在父亲的支持下，焦耳在工厂
里建造了一个实验室，开始了他最初的实验研究，在测试中，焦耳注
意到电机和电路中的发热现象，他想到这和机件运
转中的摩擦生热一样，都是动力损失的原因，这促
《电路中的能量转化》PPT课件
18
[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
19
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
6
知识点二 焦耳定律 [观图助学]
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？
7
1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟________电__流__的___二_成次正方比，跟导体的________及 __电___阻_______成通正电比时。间 (2)表达式：Q＝___I2_R__t__。
3
1.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_，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。
[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
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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
6
知识点二 焦耳定律 [观图助学]
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？
7
1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟________电__流__的___二_成次正方比，跟导体的________及 __电___阻_______成通正电比时。间 (2)表达式：Q＝___I2_R__t__。
3
1.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_，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。
《电路中的能量转化》课件
《电路中的能量转化》
电热水壶
内能
电动机
电池
机械能
化学能
电能
电能
用电器
其他形式能
想一想
1. 功和能之间有什么关系？
功是能转化的量度，
做功过程伴随着能量变化。
想一想
2.用电器工作时，电能转化为其他
形式能。是什么力做功？
想一想
电场线向右
自由电子受电场力向左
电荷定向移动方向向左
电场力做正功
电功
电流做功的实质
卡住
不转
动
电压
表
示数
U/V
电流
表
示数
I/A
电功 热功
率
率
P电/W P热/W
电阻
R
/Ω
U
/Ω
I
2.0
0.020 0.0400 0.0076
19
100
2.0
0.098 0.1960 0.1825
19
20.4
结论
电动机转动时P电>P热
U
U
线圈电阻R< ， 通过线圈电流I<
I
R
电动机不转动时P电与P热大小近似相等
q=It （第十一章）
电功率
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率
W
P= =UI
t
电功率物理意义：描述电流做功的快慢
这个公式表示，电流在一段电路中做功的功率
等于这段电路两端的电压和电流的乘积
电功和电功率的单位
电 功 W=UIt
电功率 P=UI
电流 — 安培（A）
电压 — 伏特（V）
时间 —
U
电阻R与 接近
电热水壶
内能
电动机
电池
机械能
化学能
电能
电能
用电器
其他形式能
想一想
1. 功和能之间有什么关系？
功是能转化的量度，
做功过程伴随着能量变化。
想一想
2.用电器工作时，电能转化为其他
形式能。是什么力做功？
想一想
电场线向右
自由电子受电场力向左
电荷定向移动方向向左
电场力做正功
电功
电流做功的实质
卡住
不转
动
电压
表
示数
U/V
电流
表
示数
I/A
电功 热功
率
率
P电/W P热/W
电阻
R
/Ω
U
/Ω
I
2.0
0.020 0.0400 0.0076
19
100
2.0
0.098 0.1960 0.1825
19
20.4
结论
电动机转动时P电>P热
U
U
线圈电阻R< ， 通过线圈电流I<
I
R
电动机不转动时P电与P热大小近似相等
q=It （第十一章）
电功率
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率
W
P= =UI
t
电功率物理意义：描述电流做功的快慢
这个公式表示，电流在一段电路中做功的功率
等于这段电路两端的电压和电流的乘积
电功和电功率的单位
电 功 W=UIt
电功率 P=UI
电流 — 安培（A）
电压 — 伏特（V）
时间 —
U
电阻R与 接近
课件2：12.1 电路中的能量转化
三、电路中的能量转化
例1：一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电 压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率 与对外做功的功率各是多少？
三、电路中的能量转化
解析：电动机发热的功率为 P热 = I2R = (5A)2 × 0.4Ω = 10W
电动机消耗的电功率为 P电 = IU = 5A×220V=1100W
额定电压（V） 220
220
220
220
220
额定功率（W） 70～150 300～800 100～150 800～1200 40～60
二、焦耳定律
Q=W=UIt 由欧姆定律U=IR，可以得到热量Q的表达式 Q=I2Rt 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。
二、焦耳定律
2．热功率： Q=I2Rt
WQ P= =
tt P=I2R (电流做功全部变成热)
三、电路中的能量转化 电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。 1.电动机把电能转化为机械能
三、电路中的能量转化
2.电解槽把电能转化为化学能
3.电热器把电能转化为内能
三、电路中的能量转化
元件特点
纯电阻电路 电路中只有电阻元件
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把电能转 化为其他形式的能的用电器
电流、电压、 电阻的关系
符合欧姆定律 U=IR
能量转化 形式
电流做功全部转化为内能
不符合欧姆定律 U＞IR
电流做功转化为内能和其他 形式的能量
可应用的 公式
U2 W=Q=UIt = I2Rt = t
R
电功W=UIt 电热Q=I2Rt W=Q＋W其他
电动的对外做功的功率为 P机 = P电 − P热 = 1100W−10W=1090W
电路中的能量转化 课件-高二物理人教版(2019)必修第三册
W=Q， 即UIt=I2Rt， I U （欧姆定律成立）
R
计算电功和电热时：W = Q =UIt=I2Rt= U 2t
R
计算电功率和热功率时：
P=UI=I2R=
U2 R
2、非纯电阻电路中：
欧姆定律不成立，说明欧姆
W>Q， 即IUt>I2Rt，U>IR 定律不适用于非纯电阻电路
计算电功时，只能用W=IUt；计算电功率时，只能用P=IU
分析：本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发 热的功率P热和对外做功转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量 守恒定律，即P电=P热+P机 解：由焦耳定律可知，电动机发热的功率为P热=I2R=52×0.4W=10W 电动机消耗的电功率为P电=UI=220×5W=1100W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P机=P电一P热=1100W-10W=1090W 这台电动机发热的功率为10W，对外做功的功率为1090W。
功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形 式的能。
一段电路两端的电压为U，通过的电流为I， 则在时间t内通过这段电路任 一横截面的电荷量： q=It 电场力做功：W=qU=IUt
一、电功和电功率 1、电功 （1）定义：电场力(或电流)所做的功.
（2）公式： W=UIt
电功普适公式
二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功 公式：P=W/t=IU 单位：W kW
三、电热Q 定义： 电流通过导体产生的热量.
对纯电阻电路： 电功=电热
电功率=热功率 对非纯电阻电路：
电功>电热 电功率>热功率
公式：Q=I2Rt
单位：J
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电
12.1电路中的能量转化课件-人教版高中物理必修第三册
（静电力做功----电势能变化。
电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：
若想求解用电器在导体通电时产生了多少热量，该如何计算？
电功与电 流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.
纯电阻电路
非纯电阻电路
热的联系
与区别
常见非纯电阻电路：含有电动机的电路
如图，当电动机接上电源后，会带动风扇转动， 这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?
电路中的能量转化
现代社会离不开电，初中我们学习了家庭电路有关的知识， 了解了各种用电器在使用的过程中，可以把电能转化为其他 形式的能量。 例如： 电热水壶工作：电能转化为内能 电动车充电：电能转化为化学能 电动机工作：电能转化为机械能 ......
不同用电器在工作时，能量转化过程不同。
一、电流做功的实质
电功和电热的比较
项目
电功
电热
纯电阻电路和非纯电阻电路的比较
电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：
①定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功。
电功实质是静电 电热是由于电流的热效 2．焦耳定律内容：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．
做功是能量转化的量度 （重力做功----重力势能变化；）
（合力做功----动能变化；） （静电力做功----电势能变化。）
做功伴随着能量转化
电能→其它能
什么力在做功？
一、电流做功的实质
设置如图所示电路，闭合开关之后， 小灯泡发光。回路中，电荷定向移 动，形成电流，电流方向为A-C-DE-F-B
截取导线DE中一小部分进行研究，导线中的电场如图所示：
图1 流经电阻 R 的电流 IR＝U－RUL＝125－4 A＝1.6 A 流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A.
电路中的能量转化ppt课件
额定功率相 同，用 P=I2R分析 电流与电阻 的关系
2.如下图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、
R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比
R1∶R2∶R3是( A．1∶1∶1 C．1∶4∶4
)
B．4∶1∶1 D．1∶2∶2
电路中的 能量转化
电功和 电功率
课堂小结
电功： W qU IUt
P电＝P机＋P热
新知讲解
解: 由焦耳定律可知，电动机发热的功率为 P 热 ＝ I2R ＝ 52 ×0.4W ＝ 10W 电动机消耗的电功率为 P电 ＝ UI ＝ 220×5 W ＝ 1 100 W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P 机 ＝ P 电 － P 热 ＝ 1 100 W － 10 W ＝ 1090 W 这台电动机发热的功率为 10 W，对外做功的功率为 1090 W。
下面我们以下面我们以 电动机为例，讨论一下 电路中的能量转化。
新知讲解
思考与讨论1:当电动机接上电源后，会带动风扇转动，这里涉及哪些功 率？功率间的关系又如何？
当电动机接上电源后，会带动风扇转动，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，所以这一过程涉及的功率有：P机和P损 它们之间满足：P 电 ＝P 机 ＋P 损
7.公式：P Q I 2R t
任何电路中，电功率 热功率，UI I 2R 。
只有在纯电阻电路中，
UI I 2 R U 2 R
纯电阻电路：欧姆定律适用 U IR；
非纯电阻电路：欧姆定律不适用 U＞IR ；
新知讲解
三、电路中的能量转化 焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的纯电阻电路的情况，如果 是非纯电阻电路，那么它的能量又是如何转化的呢？
第1节 电路中的能量转化 教学课件
在电压恒为 U 的电源上，电路中的电流为 I。电阻两端的电压为 U1，电功率
为 P1；灯泡两端的电压为 U2，电功率为 P2，则下列关系式正确的是( )
A．P1＝UI
√B．U2＝U－IR
C．P2＝U2R
D．U1＝U－IR
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第十二章 电能 能量守恒定律
10
解析：电阻的电功率为 P1＝U1I，故 A 错误；电阻两端的电压为 U1＝IR，灯 泡两端的电压为 U2＝U－U1＝U－IR，故 B 正确，D 错误；灯泡的电功率为 P2＝U2I，故 C 错误。
第十二章 电能 能量守恒定律
第1节 电路中的能量转化
物理
第十二章 电能 能量守恒定律
1
01
必备知识 素养奠基
02
关键能力 素养形成
03
分层演练 素养达标
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第十二章 电能 能量守恒定律
2
[学习目标] 1．理解电功和电功率的概念，明确电流做功的实质。 2．理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。 3．电功率和热功率的理解。
第十二章 电能 能量守恒定律
4
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 ＝__U__I__。 (3)单位：瓦特，简称瓦，符号为 W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。
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第十二章 电能 能量守恒定律
5
知识点 2 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)公式：Q＝__I_2_R_t___。 (3)适用范围：任何电路。
《电路中的能量转化》PPT优秀课件
12.1 电路中的能量转化
引入：电路中的能量转化
电炉通电： 电能转化为内能
电动机通电：电能转化为机械能
蓄电池充电：电能转化为化学能
日光灯通电：电能转化为光能
功是能量转化的量度
电能转化为其他能就是电流做功的过程。
电流做功的本质
电流的本质是什么?
自由电荷的在静电力作用下的定向移动。
因此电流做功的本质是：
UIt=I2Rt=
2
2、当电路为非纯电阻电路时，根据能量守恒
UIt=I2Rt+E其他
电功率和热功率的关系
纯R
P UI
2
U
2
I R
R
=
非纯R
I RP
=
2
其
思考：纯R电路， =
对非纯R电路呢？
？
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
恒定电场对自由电荷的静电力做功。
电路中的能量转化过程本质为：静电力做正功，电势能（电能）转
化为为其他能。
电功和电功率
电功：W＝qU＝UIt
电功率：P=UI
国际单位制：分别为焦耳（J）和瓦特（W）
焦耳定律
纯电阻电路的概念：把电能只转化为内能的电路
纯电阻电路的例子：电炉丝，白炽灯，电饭锅的发热底盘
非纯电阻电路：日光灯、电动机、发光二极管、充电时的蓄电池
且电路中消耗功率最小的电路是(
)
等
欧姆定律适用的范围：线性元件构成的纯电阻电路。
焦耳定律
对纯电阻电路：电能全部转化为内能
Q=W=UIt
引入：电路中的能量转化
电炉通电： 电能转化为内能
电动机通电：电能转化为机械能
蓄电池充电：电能转化为化学能
日光灯通电：电能转化为光能
功是能量转化的量度
电能转化为其他能就是电流做功的过程。
电流做功的本质
电流的本质是什么?
自由电荷的在静电力作用下的定向移动。
因此电流做功的本质是：
UIt=I2Rt=
2
2、当电路为非纯电阻电路时，根据能量守恒
UIt=I2Rt+E其他
电功率和热功率的关系
纯R
P UI
2
U
2
I R
R
=
非纯R
I RP
=
2
其
思考：纯R电路， =
对非纯R电路呢？
？
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
恒定电场对自由电荷的静电力做功。
电路中的能量转化过程本质为：静电力做正功，电势能（电能）转
化为为其他能。
电功和电功率
电功：W＝qU＝UIt
电功率：P=UI
国际单位制：分别为焦耳（J）和瓦特（W）
焦耳定律
纯电阻电路的概念：把电能只转化为内能的电路
纯电阻电路的例子：电炉丝，白炽灯，电饭锅的发热底盘
非纯电阻电路：日光灯、电动机、发光二极管、充电时的蓄电池
且电路中消耗功率最小的电路是(
)
等
欧姆定律适用的范围：线性元件构成的纯电阻电路。
焦耳定律
对纯电阻电路：电能全部转化为内能
Q=W=UIt
第十二章 1 《电路中的能量转化》课件ppt
A.电炉和电动机产生的电热相等
B.电动机消耗功率大于电炉消耗功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
)
答案 ABC
解析 因为电热Q=I2Rt,所以当电流I、电阻R都相等时,在相同时间内产生
的电热也相等;电炉两端的电压U=IR,但电动机两端的电压除了发热还要
工作,即U=IR+U',所以电炉两端电压小于电动机两端电压,由P=UI可知电
还要转化为其他形式的能
电动机、电解槽等
2.电功与电热的比较
比较对象
电功与电热的实质
电功
电热
电功实质是静电力移动 电热实质是电流由于热效应,
电荷做的功,W=qU=UIt 通过导体时发的热,Q=I2Rt
比较对象 电功
电热
非纯电阻电路
纯电阻电路
电功与电
热的联系
与区别
电流做功全部转化为内能:
2
2
W=Q=UIt=I Rt= t
(2)定义: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。
(3)公式: P= = UI 。
(4)单位:瓦特,符号: W 。
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=I2Rt。
2.电热功率
发热功率为P热=I2R=(0.16)2×40 W=1 W。
I=
=
36
220
A=0.16 A,
转化为机械能的功率为P机=P-P热=36 W-1 W=35 W。
(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻用电器,电流做功全部转化
B.电动机消耗功率大于电炉消耗功率
C.电炉两端电压小于电动机两端电压
D.电炉和电动机两端电压相等
)
答案 ABC
解析 因为电热Q=I2Rt,所以当电流I、电阻R都相等时,在相同时间内产生
的电热也相等;电炉两端的电压U=IR,但电动机两端的电压除了发热还要
工作,即U=IR+U',所以电炉两端电压小于电动机两端电压,由P=UI可知电
还要转化为其他形式的能
电动机、电解槽等
2.电功与电热的比较
比较对象
电功与电热的实质
电功
电热
电功实质是静电力移动 电热实质是电流由于热效应,
电荷做的功,W=qU=UIt 通过导体时发的热,Q=I2Rt
比较对象 电功
电热
非纯电阻电路
纯电阻电路
电功与电
热的联系
与区别
电流做功全部转化为内能:
2
2
W=Q=UIt=I Rt= t
(2)定义: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。
(3)公式: P= = UI 。
(4)单位:瓦特,符号: W 。
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=I2Rt。
2.电热功率
发热功率为P热=I2R=(0.16)2×40 W=1 W。
I=
=
36
220
A=0.16 A,
转化为机械能的功率为P机=P-P热=36 W-1 W=35 W。
(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻用电器,电流做功全部转化
《电路中的能量转化》PPT精品课件
√C.P＝IU
D.P＝I2R＋UR2
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P＝UI来
计算，C正确.
二、纯电阻电路中功率的分配与计算
1.在纯电阻电路中，由于 W＝Q，I＝UR，所以有 P＝UI＝I2R＝UR2. 2.串、并联电路中的功率关系
功率分配
串联电路 PP12＝RR12
并联电路 PP12＝RR21
三、非纯电阻电路功率的分析与计算
1.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电＝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＝P机. 三者关系为：P电＝P热＋P机 (4)电动机的效率：η＝PP电机×100%＝IU－IUI2R×100%＝U－UIR×100%.
总功率 P＝P1＋P2＋…＋Pn P＝P1＋P2＋…＋Pn
3.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 Ω，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
针对训练 额定电压均为110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的A、 B两盏灯泡，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
√
解析 判断灯泡能否正常发光，就要判断实际电压是不是额定电压或实际
电流是不是额定电流，对灯泡有 P＝UI＝UR2，可知 RA＜RB. 对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，UB＋UA ＝220 V，则UB＞110 V，B灯被烧毁，UA＜110 V， A灯不能正常发光；
电路中的能量转化课件-高二物理人教版(2019)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
情境导入
小明在家陪妹妹玩耍时，发现了一个有趣的现象： 妹妹的机器人玩具（如图）正常行走时，可以发出 唱歌的声音，但是当机器人卡在某个角落时，唱歌 的声音也随之断断续续，好像电池没电了一样。你 能帮小明解释这个现象吗？
一、电功和电功率
☆导入新课
电能的使用在我们日常生活中无处不在，日光 灯将电能转变为光能，电动机将电能转化成机 械能，电饭煲将电能转化为内能······我们已 经学过能量的转化是通过做功的方式实现的。 想一想：电能向其他能的转化是通过什么做功 实现的？
这个实验使焦耳想到了机械功与热的联系，经过反复的实验、测量，焦 耳测出了热功当量，即1千卡的热量相当于460千克·米的功。焦耳准确地测定 了热功当量，进一步证明了能的转化和守恒定律是客观真理。这一定律的确 定，宣告了制造“永动机”的幻想彻底破灭。
控制变 2R R 量思想
阻值为2R的电阻丝使温度计升高的温度是阻值为R的电阻丝的两倍
说明：时间和电流相同的情况下，电流产生的热量与电阻成正比
二、焦耳定律
2、将阻值均为R的两电阻丝连接在两个电路
中，使通过电阻丝的电流分别为2I 和 I，一
段时间后，观察温度计的示数，你能发现什
么现象？说明什么规律？ R 2I
UI I 2R P其它
三、电路中的能量转化
☆巩固提升
【例3】某一用直流电动机提升重物的装置如图所示，
U
重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计
v
各处摩擦，当电动机以v =0.90m/s的恒定速度向上提升
重物时，电路中电流强度 I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。
解析：电动机消耗的功率：P电=UI=110×5W=550W； 电动机的输出功率（机械功率）：P机=mgv=50×10×0.9W=450W， 因为P电=P机+P热，转化为内能的功率：P热=P电-P机=550W-450W=100W， 又P热=I2R，代入数据解得电动机线圈的电阻：R=4Ω。
1. 电路中的能量转化
情境导入
小明在家陪妹妹玩耍时，发现了一个有趣的现象： 妹妹的机器人玩具（如图）正常行走时，可以发出 唱歌的声音，但是当机器人卡在某个角落时，唱歌 的声音也随之断断续续，好像电池没电了一样。你 能帮小明解释这个现象吗？
一、电功和电功率
☆导入新课
电能的使用在我们日常生活中无处不在，日光 灯将电能转变为光能，电动机将电能转化成机 械能，电饭煲将电能转化为内能······我们已 经学过能量的转化是通过做功的方式实现的。 想一想：电能向其他能的转化是通过什么做功 实现的？
这个实验使焦耳想到了机械功与热的联系，经过反复的实验、测量，焦 耳测出了热功当量，即1千卡的热量相当于460千克·米的功。焦耳准确地测定 了热功当量，进一步证明了能的转化和守恒定律是客观真理。这一定律的确 定，宣告了制造“永动机”的幻想彻底破灭。
控制变 2R R 量思想
阻值为2R的电阻丝使温度计升高的温度是阻值为R的电阻丝的两倍
说明：时间和电流相同的情况下，电流产生的热量与电阻成正比
二、焦耳定律
2、将阻值均为R的两电阻丝连接在两个电路
中，使通过电阻丝的电流分别为2I 和 I，一
段时间后，观察温度计的示数，你能发现什
么现象？说明什么规律？ R 2I
UI I 2R P其它
三、电路中的能量转化
☆巩固提升
【例3】某一用直流电动机提升重物的装置如图所示，
U
重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计
v
各处摩擦，当电动机以v =0.90m/s的恒定速度向上提升
重物时，电路中电流强度 I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。
解析：电动机消耗的功率：P电=UI=110×5W=550W； 电动机的输出功率（机械功率）：P机=mgv=50×10×0.9W=450W， 因为P电=P机+P热，转化为内能的功率：P热=P电-P机=550W-450W=100W， 又P热=I2R，代入数据解得电动机线圈的电阻：R=4Ω。
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电能全部转化为内能 电功等于电热
在非纯电阻电路中 （如电动机）
电能大部分转化为机械能但不可避 免的一小部分转化为内能
欧姆定律不适用于 非纯电阻电路！
电路中的功率分配
串联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻有什么关系？（纯电阻电路）
因为串联电阻的电流I一样，电压与电阻正比，而P=UI即功率与电压正，所 以功率正比于电阻
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
对于bc串联部分，由于电压相等，b 的电阻小，因此
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
电功的实质
这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程 中，电场力做了多少功？
电功
定义：
在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功， 简称为电功．
表达式：
适用于一切电路做功 电流在一段电路上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．
热功率
电功率和热功率有什么联系？ 若在电路中只有电阻元件时
(纯电阻电路)电功率与热功率 数值相等
若电路中有电动机或电解槽时( 非纯电阻电路)， 电路消耗的电功率绝大部分转化为机械 能或化学能，只有一少部分转化为内能 ，这时电功率大于热功率
纯电阻电路和非纯电阻电路
在纯电阻电路中 （白炽灯、电炉等）
焦耳定律
热功率： 单位时间内导体的发热功率叫做热功率 试推导热功率的表达式？
热功率等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻 R 的乘积
热功率和电功率
电功率和热功率有什么区别？
电功率是指输入某段电路的全部 功率或在这段电路上消耗的全部 电功率，决定于这段电路两端电 压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热 而消耗的功率，决定于通过这 段电路的电流的平方 和电阻 R的乘积。
串联电路上消耗的总功率P=IU等于各个电阻上消耗的热功率之和
焦耳定律
并联电路上消耗的总功率P=IU与各个电阻上消耗的热功率有什么关系？（ 纯电阻电路） 并联电路上U一样,总电流是各个电阻上的分电流之和
并联电路上消耗的总功率P=IU等于各个电阻上消耗的热功率之和
问题与练习
电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧
精品 课件
高中物理必修3
第十二章 电能 能量守恒定律
电路中的能量转化
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转 化的关系
知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用
从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯 电阻电路
干后的保温状态。下图是电饭锅的电路图， 是电阻， 是加热用的电阻丝。
（1）自动开关 S 接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由
（2）要使 在保温状态下的功率是加热状态的一半，
应该是多大？
（1）自动开关 S 接通，电饭锅处于加热状态；自动开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态
（2）
问题与练习
电功率
定义： 单位时间内电流所做的功
表达式：
适用于一切电路的电功率Fra bibliotek单位： 瓦特，符号：W 常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）
物理意义： 表示电流做功的快慢
额定功率和实际功率
用电器铭牌上所标称的功率是额定功率 用电器在实际电压下工作的功率是实际功率
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率
额定功率和实际功率
几种常见家用电器的额定功率
用电器
29寸彩电
额定电压(V)
220
额定功率(W) 120~150
电熨斗 220
300~800
电冰箱 220
100~150
微波炉 220
800~1200
台灯 220 25~60
问题与练习
四盏灯泡接成下图的电路。a、c灯泡的规格为“220V 40W”，b、d灯泡的 规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。请 排列这四盏灯泡实际消耗大小的顺序，并说明理由。 根据灯泡的规格可以知道 电路可以看成是由 三部串联而成。由于电流相同，且并联部分的总电阻小 于其中最小的电阻，所以
串联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻成正比
电路中的功率分配
并联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻有什么关系？（纯电阻电路） 并联电阻的电压U一样，电流与电阻反比，而P=UI，所以功率反比于电阻 并联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻成反比
电路中的功率分配
串联电路上消耗的总功率P=IU与各个电阻上消耗的热功率有什么关系？ （纯电阻电路） 串联电阻的电流I一样,总电压是各个电阻上的分电压之和
教学重点
电功、电功率的概念、公式 焦耳定律、电热功率的概念、公式
教学难点
电功率和热功率的区别和联系
电炉通电时，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
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？
在非纯电阻电路中 （如电动机）
电能大部分转化为机械能但不可避 免的一小部分转化为内能
欧姆定律不适用于 非纯电阻电路！
电路中的功率分配
串联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻有什么关系？（纯电阻电路）
因为串联电阻的电流I一样，电压与电阻正比，而P=UI即功率与电压正，所 以功率正比于电阻
电功率
理解额定功率和实际功率 会计算电路中的总功率 理解并掌握电功和电功率
电功的实质
电流做功的实质 导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功
自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移 动，结果电荷的电势能减小，其他形式的能增加
电功的实质
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中 就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电 流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
单位： 焦，符号：J 常用单位有千瓦时（kW·h)
物理意义：反映了“多少电能转化为其他形式的能”
电功的反思
电路中如有白炽灯、电炉、电动机等元件，电功与这些元件的种类有关吗？ 电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，通过的电流I和通电时间 t有关，与元件的种类无关。
不同的用电器电流做功的快慢不同
对于bc串联部分，由于电压相等，b 的电阻小，因此
这些用电器有什么共同点？ 电能全部转化为内能
电流通过导体产生的热量，即电热应该如何计算？
焦耳定律
知道并理解电流热效应 理解并掌握焦耳定律 理解并掌握热功率
焦耳定律
在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等） 电能全部转化为热能，电功等于电热
焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 最初是焦耳用实验直接得到的
电功的实质
这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程 中，电场力做了多少功？
电功
定义：
在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功， 简称为电功．
表达式：
适用于一切电路做功 电流在一段电路上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．
热功率
电功率和热功率有什么联系？ 若在电路中只有电阻元件时
(纯电阻电路)电功率与热功率 数值相等
若电路中有电动机或电解槽时( 非纯电阻电路)， 电路消耗的电功率绝大部分转化为机械 能或化学能，只有一少部分转化为内能 ，这时电功率大于热功率
纯电阻电路和非纯电阻电路
在纯电阻电路中 （白炽灯、电炉等）
焦耳定律
热功率： 单位时间内导体的发热功率叫做热功率 试推导热功率的表达式？
热功率等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电阻 R 的乘积
热功率和电功率
电功率和热功率有什么区别？
电功率是指输入某段电路的全部 功率或在这段电路上消耗的全部 电功率，决定于这段电路两端电 压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热 而消耗的功率，决定于通过这 段电路的电流的平方 和电阻 R的乘积。
串联电路上消耗的总功率P=IU等于各个电阻上消耗的热功率之和
焦耳定律
并联电路上消耗的总功率P=IU与各个电阻上消耗的热功率有什么关系？（ 纯电阻电路） 并联电路上U一样,总电流是各个电阻上的分电流之和
并联电路上消耗的总功率P=IU等于各个电阻上消耗的热功率之和
问题与练习
电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧
精品 课件
高中物理必修3
第十二章 电能 能量守恒定律
电路中的能量转化
新人教版
特级教师优秀课件精选
教学目标
从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功和能量转 化的关系
知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的应用
从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯 电阻电路
干后的保温状态。下图是电饭锅的电路图， 是电阻， 是加热用的电阻丝。
（1）自动开关 S 接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由
（2）要使 在保温状态下的功率是加热状态的一半，
应该是多大？
（1）自动开关 S 接通，电饭锅处于加热状态；自动开关 S 断开时，电饭锅处于保温状态
（2）
问题与练习
电功率
定义： 单位时间内电流所做的功
表达式：
适用于一切电路的电功率Fra bibliotek单位： 瓦特，符号：W 常用单位还有毫瓦（mW），千瓦（kW）
物理意义： 表示电流做功的快慢
额定功率和实际功率
用电器铭牌上所标称的功率是额定功率 用电器在实际电压下工作的功率是实际功率
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率
额定功率和实际功率
几种常见家用电器的额定功率
用电器
29寸彩电
额定电压(V)
220
额定功率(W) 120~150
电熨斗 220
300~800
电冰箱 220
100~150
微波炉 220
800~1200
台灯 220 25~60
问题与练习
四盏灯泡接成下图的电路。a、c灯泡的规格为“220V 40W”，b、d灯泡的 规格为“220V 100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。请 排列这四盏灯泡实际消耗大小的顺序，并说明理由。 根据灯泡的规格可以知道 电路可以看成是由 三部串联而成。由于电流相同，且并联部分的总电阻小 于其中最小的电阻，所以
串联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻成正比
电路中的功率分配
并联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻有什么关系？（纯电阻电路） 并联电阻的电压U一样，电流与电阻反比，而P=UI，所以功率反比于电阻 并联电路各个电阻消耗的电功率跟它们的电阻成反比
电路中的功率分配
串联电路上消耗的总功率P=IU与各个电阻上消耗的热功率有什么关系？ （纯电阻电路） 串联电阻的电流I一样,总电压是各个电阻上的分电压之和
教学重点
电功、电功率的概念、公式 焦耳定律、电热功率的概念、公式
教学难点
电功率和热功率的区别和联系
电炉通电时，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
功是能量转化的量度，电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程 电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量 那么，电流做功如何计算？