2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第12章电能 能量守恒定律12.1电路中的能量转化(8)课件

电路中的能量转化\n一、电功和电功率如图一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量　　　．则电场力做功　　　　　即：\n1．电功：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．电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．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\n2．电功率：单位时间内电流所做的功（１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积．（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）,常用单位还有毫瓦（mW）,千瓦（kW）．1kW＝103W＝106mW=10-3MW\n３．额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率,用电器在实际电压下工作的功率是实际功率．用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率．几种常见家用电器的额定功率用电路29吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）～150300～800100～150800～120040～60\n二、电功率和热功率1．电流做功的过程,是电能转化为其他形式能量的过程．电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能；电热器把电能转化为热能．在真空中,电场力对电荷做正功时,减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中,在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞,把定向移动的功能传给离子,使离子热运动加剧,将电能完全转化为内能．\n2．焦耳定律：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．焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路．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．非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．\n３．热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．\nI额=P额/U额=1000/220A≈4.5A例1：规格为“220V,1000W”的电炉,求：1.电炉正常工作时,通过电阻丝的电流2.电炉的电阻2.电炉的电阻：R=U额2/P额=2202/1000Ω解：1.由P=UI知,电炉正常工作时：=48.4Ω\n探究实验：给你玩具电风扇1台、干电池2节、电压表和电流表各1只、导线若干.请你设法测出电风扇的直流电阻,以及电风扇工作时总功率(电功率）和输出的机械功率.\n运行情况物理　量电压U（V）电流I（A）电阻R（Ω）总功率[电功率]（UI）（W）热功率I2R（W）机械功率UI－I2R（W）转动30.08卡住30.1300.240.1920.0480.30.3030\n纯电阻电路:电能→内能QI2RtWUIt=I=U/RM非纯电阻电路:电能→内能+其它形式的能WW-QQUItI2RtI＜U/R说明：欧姆定律不适用于非纯电阻电路！＞指某段电路在某段时间内消耗的全部电能!指转化为内能的那部分电能!\n纯电阻电路:非纯电阻电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWUIt=I=U/R电功=电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R电功率=热功率：P=P热=UI=I2R=U2/RMWW-QQUIt＞I2RtI＜U/R电功：W=UIt电热：Q=I2Rt电功率：P=UI热功率：P热=I2R\n例2．加在某台电动机上的电压是U,电动机消　　耗的电功率为P,电动机线圈的电阻为r,则电动机线圈上消耗的热功率为（）A．PB．U2/rC．P2r/U2D．P-P2r/U2非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI,热功率只能用P热=I2R\n3．电功率与热功率（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．\n例题：对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）\n解析：电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器（例电炉、电烙铁等）有的是非纯电阻用电器（例电动机、电解槽等）．只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由改写电功率的表达式．所以,正确选项为C、D．\n小结：１．电功３．电功率４．热功率２．焦耳热