资源简介

12.1 电路中的能量转化
预习案
预习目标
1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质
2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．
3.理解电功率和热功率．
4.会从能量守恒角度理解焦耳定律．
预习内容
预习教材79~82页，思考下列问题：
1.电能转换成其他形式的能是如何实现的？
2.非纯电阻电路如何计算？
预习检测
1.电功定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路 、电路中的 、 三者的乘积。公式：W＝ 。
电功率定义：单位时间内 所做的功。公式：P＝ 。
焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 及 成正比。
表达式：Q＝ 。
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（ ）
3. (多选)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ）
4. (多选)关于电功，下列说法中正确的有（ ）
A．电功的实质是电场力所做的功
B．电功是电能转化为内能
C．电场力做功是电能转化为其他形式能量的量度
D．电流通过电动机时的电功率和热功率相等
探究案
学习目标
1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质
2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．
3.理解电功率和热功率．
4.会从能量守恒角度理解焦耳定律．
课堂探究
考点一、电功和电功率
如图一段电路两端的电压为，通过的电流为，在时间内通过这段电路任一横截的电荷量
则电场力做功即：
1．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
2．电功率：电流所做的功与通电时间之比。
（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
3．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寸彩电 电熨斗 电冰箱 微波炉 台灯
额定电压（V） 220 220 220 220 220
额定功率（W） 70～150 300～800 100～150 800～1200 40～60
考点二、焦耳定律
由欧姆定律，可以得到热量的表达式
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。
———焦耳定律
1．焦耳定律：
（1）焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。
（2）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。
（3）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。
2．热功率：
电流做功全部变成热。
考点三、电路中的能量转化
电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程。
典例精析
一个电动机，线圈电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？
变式训练
如右图所示的电路，若将玩具电动机卡住，电流表的示数如何变化？
随堂检测
1．(多选)如图所示，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定电压，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，发生的现象是(　　)
A．L1亮度不变，L2变暗
B．L1变暗，L2变亮
C．电路消耗的总功率减小
D．经过滑动变阻器的电流减小
2．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是(　　)
甲 乙
A．P甲＝P乙
B．P甲＝3P乙
C．P乙＝3P甲
D．P乙>3P甲
3．有额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是(　　)
A B
C D
4．(多选)关于电功和焦耳热，下列说法正确的是(　　)
A．在纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
B．在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W＝I2Rt
C．在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝I2Rt
D．在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q＝UIt
本课小结
参考答案
预习检测
两端的电压 电流 通电时间 IUt 电流 IU 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 I2Rt
C
CD
AC
课堂探究
考点
典例精析
【解析】
解：电动机发热的功率为
电动机消耗的电功率为
电动的对外做功的功率为
变式训练
【解析】电动机转动时，电路为非纯电阻电路，有。
若将玩具电动机卡住，则电路变为纯电阻电路，有，
即。电流变示数变大。
随堂检测
1. 【解答】当滑动变阻器的触头向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，R总变大，I总减小，由P1＝IR1知L1实际功率变小，即亮度变暗；U并＝U－I总R1变大，由P2＝知L2的实际功率变大，L2变亮，P总＝UI总变小，I变＝总－I2 ，由于I2变大，所以I变变小．
故选：BCD
2. 【解答】设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12 V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12 V×I，故有P甲＝3P乙，B正确．
故选：B
3. 【解答】若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110 V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110 V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200 W；对D电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有UA＝UB＝U并＝110 V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W．综上可知，C正确．
故选：C
4. 【解答】电功的计算式W＝UIt适用于任何形式的电路，焦耳热计算式Q＝I2Rt也是普遍适用的，但是只有在纯电阻电路中，电功W才等于焦耳热Q，A、C、D正确，B错误．
故选：ACD

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