2025年高中物理新教材同步 必修第三册 第12章　1　电路中的能量转化.pdfVIP

1电路中的能量转化

[学习目标]1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。

2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)。

一、电功和电功率

1．电功

(1)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。电能转化为其他形式的

能，是通过电流做功来实现的。

(2)电功的计算公式：W＝UIt。

单位：焦耳，符号为J。

6

常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝3.6×10J。

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。

W

(2)公式：P＝＝UI。

t

(3)单位：瓦特，符号为W。

(4)意义：表示电流做功的快慢。

(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器

的电流就是它的额定电流。

(1)电功率越大，表示电流做功越多。(×)

W

(2)由公式P＝可知，时间越短，功率越大。(×)

t

例1A、B两灯的额定电压都是110V，A灯的额定功率P＝100W，B灯的额定功率P

AB

＝40W，若将两灯同时接入电压恒为220V的电路中，且使两灯均能正常发光，同学们设计

了如图甲、乙所示的两种电路，则甲、乙两电路消耗的电功率之比为()

A．2∶7B．2∶5

C．5∶7D．3∶7

答案C

解析由于A、B两灯的额定电压都是110V，当A灯与并联部分的总电阻相同时，A、B能

同时正常发光，并联电路消耗的功率与A灯的功率相同，所以甲电路消耗的总功率为200W；

乙电路中，当滑动变阻器的阻值与A、B两灯并联的总电阻相等时，A、B就可以正常发光，

此时滑动变阻器消耗的功率为A、B两灯功率之和，所以乙电路消耗的总功率为280W，由

此可知，甲、乙两电路消耗的电功率之比为5∶7，故选C。

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。

这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。

2

(2)表达式Q＝IRt。

2．热功率

(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。

2

(2)公式：P＝IR。

热

电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为

什么？

答案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，因为烙铁头的电阻大，在通电电流和通电时间相同时，烙铁头产生的热量多，导线

的电阻很小，产生的热量少，所以烙铁头的温度高于导线的温度。

例2(多选)(2024·江门市高二期中)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热

状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K是感温材料

制造的开关。下列说法中正确的是()

A．其中R是供加热用的电阻丝

2

B．当开关K接通时电饭锅为保温状态，K断开时为加热状态

R1

C．要使R在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为2∶1

2

R2

R1

D．要使R在保温状态时的功率为加热状态的一半，应为(2－1)∶1

2

R2

答案AD