2024-2025学年高二物理必修第三册（粤教版）教学课件 5.1电路中的能量.pptx

第节1电路中的能量高中物理必修第三册第五章

1.理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系；2.知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生产生活中的应用，提高科学探究和科学思维能力；3.能从纯电阻电路和非纯电阻电路的角度区别电功和电热，形成物理观念；4.认识闭合电路的能量关系，形成物理观念。学习目标

【开启新探索】从能量角度研究电路我们知道，在电路中使用不同的用电器，往往会有不同的能量转化。回顾生活中用过的用电器，说明用电器将电能转化成怎样的能量？烧水壶通电时，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。引入

功是能转化的量度，做功过程伴随着能量变化。回顾：功和能之间有什么关系？思考：用电器工作时，电能转化为其他形式能。是什么力做功？

电场线向右电荷定向移动方向向左自由电子受电场力向左电场力做正功?一、电功和电功率

自由电荷受到导体中恒定电场的静电力作用自由电荷在静电力的作用下做定向移动电流做功的实质是什么呢？静电力对自由电荷做正功电荷的电势能减少，其他形式能增加即：电场力对自由电荷做功，也称为电流做功，简称电功。

如图，在一段电路中，电路两端电压为U，在t时间内，定向移动电荷量为q，则移动电荷静电力做多少功？若电路中的电流为I，又可以怎样表示静电力做功？电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．静电力做的功为：??

你对电功有怎样的理解？电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。意义：电流做功的过程是电势能转化为其他形式的能的过程，即电功是电势能（电能）转化为其他形式的能的量度。

1.电功?（3）单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.1kW·h＝3.6×106J(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．

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2．电功率：单位时间内电流所做的功与所用时间之比?（２）电功率表示电流做功的快慢．（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）1kW＝103W?

?几种常见家用电器的额定功率用电器29寸彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压/V220220220220220额定功率/W～150300～800100～150800～120040～60

二、焦耳定律：电流做功的同时，电流流经金属导体，自由电子与金属中其他电荷或原子发生碰撞，电能转化为热能（内能）。1．电热：由于导体有电阻，使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热．

?焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。?

左面三个用电器和右面两个用电器有什么区别？都主要转化为哪些能？思考：电流做功消耗的是电能，电能会转化为哪种形式的能？左面主要转化为内能即产生热量，右面除内能还有一部分电能转化为机械能。

想一想消耗电能和产生热量相等吗？

电功和热量电流所做的总功电吹风机消耗的总电能只是电能转化为内能的那部分能量电功焦耳定律

电功率和热功率电流做功的功率电功率热功率???电流发热的功率

电能消耗电能大于产生热量电功率大于热功率像吹风机这样包含电动机的用电器机械能内能

想一想如何计算电动机通电转动时对外做功的功率？

通过对非纯电阻电路的分析，说明：欧姆定律适用于非纯电阻电路吗？由UIt=I2rt+E机可得：UItI2rt有：UIr所以：欧姆定律不再适用于非纯电阻电路此时，加在非纯电阻电路两端的电压，大于在非纯电阻元件内阻上的电压。

(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率：(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率：P入＝UIP热＝I2rP出＝IU－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：电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率”(4)电动机的效率：

电能全部转化为热能,电功等于电热纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．满足欧姆定律纯电阻电路

电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能电功大于电热非纯电阻电路:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽等非纯电阻电路不满足欧姆定律

电功与电热的计算公式比较:

电功率与热功率的区别和联系（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．