高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 12.1 电路中的能量转化（22页）课件.pptx

12.1电路中的能量转化

电热水壶工作电能电阻丝的内能

电能机械能+内能电动机蓄电池电能化学能

电能机械能内能化学能……电流做功电路中的电能转化为其他形式的能量，是通过电流做功来实现的。因此，研究电路中的能量转化，离不开对电流做功的研究。

一、电功和电功率1.电流做功的实质：电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。自由电荷在静电力的作用下做定向移动，静电力对自由电荷做正功，电荷的电势能减少，其他形式的能量增加。

2.电功和电功率如图表示一段电路，电路中的电流为I，电路两端的电压为U，电路中的电荷从左向右定向移动，它们经过这段电路所用的时间记为t。

在时间t内通过这段电路任一横截面的电荷量：?故电路中静电力对电荷做的功，即电流做功为：W=qU=UIt

（1）电功：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，通电时间t三者的乘积，即：W=UIt电功的单位：焦耳（J），常用的单位还有：千瓦时（kW·h）1kW·h=3.6×106J

某同学发现家里的电炖锅上有两个不同的挡位，分别是500W和1000W，这两个挡位的本质区别是什么？该同学说两个挡位的电功不同，这种说法是否正确？电流做功快慢程度不同电功率

（2）电功率：描述电流做功快慢的物理量。电流在一段电路中所做的功W与通电时间t之比叫做电功率，即：?电功率的单位：瓦特（W），常用的单位还有：千瓦（kW）1kW=1000W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。

二、焦耳定律设通过电热水器的电流为I，电热水器两端的电压为U，电热水器的电热元件的电阻为R，通电时间为t。

电流通过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能，即电流在这段电路中做的功W等于这段电路产生的热量Q，即：?由欧姆定律U=IR，得电流通过导体产生的热量：?

（1）焦耳定律：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，即：?由于电流在这段电路中做的功W等于这段电路产生的热量Q，所以此时电功率P等于电流通过导体发热的功率P热，即：?（2）电流通过导体发热的功率：

电流通过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能，即电流在这段电路中做的功W等于这段电路产生的热量Q，即：???电流通过导体发热的功率:????电流通过导体发热的功率：

三、电路中的能量转化1.纯电阻电路中的能量转化在纯电阻电路中，电流通过导体做功时，电能全部转化为导体的内能。电流在电路中做的功W等于电流通过导体产生的热量Q，即：?电流通过导体发热的功率：?

?电动机?

2.非纯电阻电路中的能量转化（以电动机为例）?

1．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V???40W”的灯泡，下列说法正确的是（）A．接在110V的电路上时的功率为20WB．接在110V的电路上时的功率为10WC．接在440V的电路上时的功率为160WD．接在220V的电路上时的功率为80WB

2．如图为2017年5月戴森公司发售的360Eye扫地机器人．360Eye内置锂电池容量为2250mA·h，在一般状况下，充满一次电可供其运行的时间为45min．已知360Eye扫地机器人额定功率54W，则下列说法正确的是（???????）A．扫地机器人正常工作时的电流是2.25AB．扫地机器人正常工作时额定电压为18VC．扫地机器人工作时的内阻为6ΩD．扫地机器人电池充满电之后的电能为4.374×105JB

3．如图为某两个电阻的U-I图像，则阻值之比R1:R2，把两电阻串联后接入电路，则消耗功率P1:P2，并联后接入电路，消耗功率之比P1:P2，分别为（）A．2:11:22:1 B．2:12:11:2C．1:21:22:1 D．1:22:11:2B

4．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m=50kg，电源电压U=100V，不计各处的摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I=5A，g取10m/s2，由此可知（）A．电动机线圈的电阻r=2ΩB．电动机线圈的电阻r=1ΩC．此过程中无用功为50JD．该装置的效率为80%A

?4.电路中的能量转化（1）纯电阻电路中的能量转化（2）非纯电阻电路中的能量转化