高中物理新教材优质课公开课第一节 电路中的能量.pptx

第五章|电能与能源的可持续发展

第一节电路中的能量

核心素养点击;一、电功和电功率

1．填一填

(1)电功。

①定义：电流通过一段电路时，自由电荷在________的推动下做定向移动，电场力对__________所做的功，称为电功。

②公式：W＝____，单位：_____，符号：____。

(2)电功率。

①定义：电流做功与完成这些功_________之比叫作电功率。

②公式：P＝___＝UI，单位：_____，符号：___,1kW＝103W。;2．判一判

(1)电功与电能的单位是相同的，因此，电功就是电能。 ()

(2)电流做的功越多，电功率越大。 ()

(3)电流做功的过程实质上就是静电力对自由电荷做功的过程。 ()

3．想一想

如图所示，已知电路两端的电势差为U，电路中的电流为I，

电荷从左端到达右端所用的时间为t，则在t时间内通过导体

某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，电场力做功是多少？

提示：由电流的定义式可得通过某截面的电荷量q＝It，根据静电力做功的公式W＝qU，可得W＝UIt。;二、焦耳定律

1．填一填

(1)焦耳定律。

①内容：电流通过导体产生的热量与______________成正比，与___________及_________成正比。

②公式：Q＝_____。

(2)热功率：一段电路因发热而消耗的功率，P＝____。

2．判一判

(1)W＝UIt可以计算任何电路的电功。 ()

(2)Q＝I2Rt可以计算任何电路的热量。 ()

(3)任何电路都有W＝Q，即UIt＝I2Rt。 ();3．想一想

如图所示是电视机和电风扇，说明它们是纯电阻电路还是非纯电阻电路？电流做的电功是否全部转化为热量？

提示：电视机和电风扇都是非纯电阻电路，电流做的电功并不是全部转化为热量。;三、闭合电路中的能量

1．填一填;2．判一判

(1)电流相同时，电源提供的电功率一定相同。 ()

(2)电源提供的电功率等于内外电路上消耗的功率之和。 ()

(3)内电路消耗的功率就是整个电路的电功率。 ();3．选一选

如图所示为电源和导线内移送电荷的情况。则将单位正电荷

沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于 ()

A．电源的电动势

B．电路中电流的大小

C．电源的内阻

D．电源的容量

解析：移动电荷一周所释放的能量，就是电源提供给它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即W＝Eq。题干中限定了单位正电荷，可见W的数值只取决于E，故A对，B、C、D错。

答案：A;探究(一)串、并联电路中的电功率的分析与计算

[重难释解]

1．串联电路功率关系

(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比(纯电阻电路)。

(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn。;现有额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是 ();[解题指导]

(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。

(2)串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比。

解析：若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200W；对D电路，滑动变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有UA＝UB＝U并＝110V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280W。综上可知，C正确。

答案：C;[素养训练]

1．如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为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．P2＝U2R

C．U2＝U－IR D．U1＝U－IR

解析：电阻的功率P1＝U1I，A错误；P2＝U2I，B错误；U2＝U－U1＝U－IR，C正确，D错误。

答案：C;2．2019年诺贝尔化学奖授予来自美国的科学家约翰·古迪纳夫、

斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子

电池研发领域作出的贡献。如图是某手机用锂电池。则关于

该锂电池下列说法正确的是 ()

A．标签上的mA·h是电能的单位

B．若该手机平均待机电流为10mA，则该手机最长可待机40小时

C．该电池工作时输出电压可能为5V

D．使用5V、1A的手机充