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(共22张PPT)
电路中的能量转化
CONTENTS
目录
01
电功和
电功率
02
焦耳
定律
04
电动机
问题
新课
导入
电流通过电水壶
电能→内能
电能转化为其它形式的能 电流做功
途径
电流通过电动机
电能→ 机械能
电流通过蓄电池
电能→化学能
问题1：功是能转化的量度，电能转化为其他形式的能，是通过什么做功来实现？
答：通过电流做功来实现的。
问题2：电流做功怎样理解？或者说电流做功的本质是什么？
答：电流做功的本质是导体中有恒定电场，自由电荷在静电力作用下定向移动，这个静电力在做功。
问题3：电流做功时能量是怎样转化的？
答：静电力对自由电荷做正功，电荷的电势能（其实电势能就是平时我们说的电能）减少，其他形式的能增加。
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
如图，已知电路两端的电势差为U，电路中的电流为I，在t时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，电场力做功是多少？
在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q为：
在这个过程中电场力做的功为：
将q代入得：
这就是前面所说的电流所做的功，简称电功。
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
1.定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的
功，简称电功，通常也说成是电流所做的功。
2.公式：
3.单位：焦耳(J)，常用单位千瓦时( )
“千瓦时”就是日常生活中的“度”。
4.物理意义:电功是电能转化为
其他形式能的量度。
电能表
任意电路
纯电阻电路
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
某同学发现家里的电炖锅上有两个档位，分别是快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？这位同学说两个档位的电功不同，这种说法正确吗？
区别：反映电流做功快慢不同
电功率
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
1.定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。
2.公式：
3.单位：瓦特(w)，常用单位千瓦(kw)
4.物理意义:电功率表示电流做功的快慢。
任意电路
纯电阻电路
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
额定电压：表示用电器正常工作时的电压．
额定功率：是用电器长期正常工作时的最大功率，也 就是用电器加上额定电压时消耗的功率．
实际功率：用电器在工作中实际消耗的电功率．若用电器在额定电压下工作，则P实＝P额
若用电器工作电压不等于额定电压，
则P实≠P额。
电功和
电功率
电功
电功率
额定功率
和实际功率
1、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？
电流产生的热与电阻有关
2、忽略能量损失，用电炉烧水时，电能是如何转化的？
电能全部转化为导体的内能；
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W＝Q
守恒思想
焦耳
定律
焦耳定律
热功率
认识两
种电路
两种电路
对比分析
电流通过用电器时，电能全部转化为用电器的内能。电功W等于用电器发出的热量Q。
由欧姆定律得， ，代入上式，
2.表达式：
3.单位：焦耳(J)
4.电热(Q)的意义：电热是电能转化为内能的量度。
1.内容：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
焦耳定律
热功率
认识两
种电路
两种电路
对比分析
6.热功率：单位时间内的发热量。即电能转化为内能的功率。
7.公式：
任何电路中，电功率 热功率， 。只有在纯电阻电路中，
纯电阻电路：欧姆定律适用 ；
非纯电阻电路：欧姆定律不适用 ；
纯电阻电路：电路中只有电阻元件；
非纯电阻电路：电路中除电阻元件，还有其它用电器；
5.适用范围：可求任何电路中电流I通过电阻R时产生的热量。
焦耳
定律
焦耳定律
热功率
认识两
种电路
两种电路
对比分析
电能 → 内能
Q
W
=
I=U/R
电能 → 内能和其它形式的能
W
W其+Q
IUt
I2Rt
I＜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!
R
M
只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能，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;
IUt
I2Rt
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，把电能转化为内能和其它形式的能。
非纯电阻电路:
焦耳
定律
焦耳定律
热功率
认识两
种电路
两种电路
对比分析
纯电阻电路:
非纯电阻电路:
I=U/R
电功 = 电热:
W=
IUt =
=I2Rt
U2t/R
电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热
I＜U/R
电功：W= IUt
电热：Q=I2Rt
电功率：P = IU
热功率：P热=I2R
R
M
=Q
关于电动机的问题具体该如何处理呢
？
焦耳
定律
焦耳定律
热功率
认识两
种电路
两种电路
对比分析
电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能。在电路计算中，欧姆定律不再适用。
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
1．输入功率：电动机的总功率；P总＝UI
2．输出功率：电动机做有用功的功率；
3．热功率：电动机线圈上有电阻，
电流通过线圈时要发热；P热＝I2r
4．功率关系：P总＝P出＋P热
5．电动机的效率：
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
【例1】.一个电动机，线圈电阻是 0.4 ，当它两端所加的电压为 220 V时，通过的电流是 5 A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少
答案：6.5×104 J
解:据能量守恒定律得:
IUt = I2Rt +W
故电动机每分钟所做的机械功为:
W =(IU -I2R )t
=(5×220 52×0.4)×60 J
=6.5×104 J。
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
【例2】 有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.
(1)求这台电动机的内阻；　
(2)求电动机正常工作时的输出功率；
电动机不转时电路为纯电阻电路，由欧姆定律可知电动机线圈的内阻
电动机正常工作时电路为非纯电阻电路，
消耗的总功率P总＝UI＝2×1 W＝2 W
线圈内阻的热功率P热＝I2r＝12×0.5 W＝0.5 W
则电动机正常工作时的输出功率P出＝P总－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W
答案　0.5 Ω　
答案　1.5 W
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
【例2】 有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；把它接入2 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1 A.
(1)求这台电动机的内阻；　
(2)求电动机正常工作时的输出功率；
答案　0.5 Ω　
答案　1.5 W
(3)如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率为多大？
电动机的转子突然被卡住时，此时电路为纯电阻电路，发热功率
答案　8 W
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
电功与电热的计算公式比较:
电动
机问题
认识
电动机
课本例题
巩固练习
公式总结
课堂小结
电功率
电功
焦耳定律
能量转化
W=UIt
（适用于一切电路）
P=UI
做功的快慢
电热：Q=I2Rt
热功率：P热=I2R
P电=P机+P热

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