人教版高中物理必修第三册精品课件 第十二章 电能 能量守恒定律 1.电路中的能量转化.ppt

3.电路中的能量转化想一想我们在生活中会经常观察到这样的现象:玩具车、电风扇、电动机等正常工作时会平稳运行很长时间,然而一旦被卡住就会大量发热,甚至可能烧毁。试分析这种现象产生的原因。以电动机为例,设电动机消耗的功率为P电,电动机对外做功,输出的功率为P机,另外,电动机工作时自身也有能量损失,对应的功率为P损,它们之间满足。设电动机两端的电压为U,通过电动机线圈的电流为I,电动机线圈的电阻为R,P电=,P损=P热=,P机=。?提示这些用电器工作时电能只有一部分转化为内能,一旦被卡住,电能全部转化为内能,释放大量的热量。P电=P机+P损UII2RUI-I2R易错辨析判一判(1)电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多。()(2)电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。()(3)Q=I2Rt适用于任何电路求热量。()×电功率公式为P=UI,功率越大,表示电流做功越快。但是电流做功的快慢只表示电能转化的快慢,转变成什么能与用电器有关,转化的多少与时间有关。√√即学即用练一练(多选)一只电炉的电阻丝电阻和一台电动机线圈电阻相同,都为R,设通过的电流相同,则(在相同时间内)下列说法正确的是()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可知电动机消耗功率大于电炉消耗功率。重难探究?能力素养全提升探究一对电功的理解及串、并联电路中的电功率【情境探究】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?要点提示通电导线跟电炉丝是串联在一起的,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线的电阻要大得多。由焦耳定律Q=I2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。【知识归纳】1.对电功的理解(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。2.串、并联电路中的电功率要点笔记(1)求解串、并联电路中的功率分配问题,比例法求解会使问题简化,但一定要确定是正比关系还是反比关系。(2)当分析用电器的功率问题时,一定要注意用电器的安全,不要超过用电器的额定电压、额定电流。【应用体验】例题1(2022山东潍坊联考)如图所示有四盏灯连接在电路中,L1和L2都标有“220V100W”字样,L3和L4都标有“220V40W”字样,电路接通后,哪盏灯最暗?(假定灯丝电阻不随温度变化,实际消耗的功率越大,灯越亮)答案L3最暗。针对训练1有额定电压都是110V,额定功率PA=100W、PB=40W的电灯两盏,接在电压是220V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()答案C解析对灯泡有,可知RARB,对于A电路,由于RARB,所以UBUA,则有UB110V,B灯被烧毁;对于B电路,由于RBRA,A灯又并联变阻器,并联电阻更小于RB,所以UBU并,B灯被烧毁;对于C电路,B灯与变阻器并联电阻可能等于RA,所以可能UA=UB=110V,两灯可以正常发光;对于D电路,若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻,则UA=UB=110V,两灯可以正常发光;比较C、D两个电路,由于C电路中变阻器功率为(IA-IB)×110V,而D电路中变阻器功率为(IA+IB)×110V,所以C电路消耗电功率最小,C正确。探究二焦耳定律【情境探究】电吹风工作时,将电能转化为什么能?电风扇工作时,将电能转化为什么能?电熨斗工作时,将电能转化为什么能?要点提示电吹风和电风扇工作时,将电能一部分转化成内能,另一部分转化成机械能;电熨斗工作时,将电能全部转化成内能。【知识归纳】1.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较比较对象纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件,只能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转化为其他形式的能的用电器欧姆定律是否适用欧姆定律适用,欧姆定律不适用,UIR或能量转化电流做功,电能全部转化