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12.1 电路中的能量转化
第十二章 电能 能量守恒定律
学习目标
基本 要求 1．知道电流做功的实质，知道电流做功对应的能量转化。
2．会推导电功和电功率的表达式。
3．知道在纯电阻电路中，电能全部转化为导体的内能。
4．知道焦耳定律，会用焦耳定律推导导体热功率的表达式。
5．会计算电路中的电功、电功率、电热、热功率。
发展 要求 知道：P=UI、P=U2/R、P=I2R的区别、联系和适用范围。
这些用电器中的能量是怎样转化？
电功和电功率
-
-
导体两端有电势差
导体内形成电场
自由电荷在静电力作用下做定向移动
电荷电势能减小
减小的电势能去哪里了？
电功和电功率
电能
电能
内能
内能
机械能
电流做功,电能转化为其他形式的能
电功和电功率
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,则这段时间内通过这段电路任一截面的电荷量为Q=It
如果这段电路两端的电势差是U，静电力做的功就是
电功：W＝Uq＝UIt
单位：焦耳（J）
电功和电功率
两种充电头充电快慢一样吗？
电功和电功率
电功率
1.物理意义：描述电流做功的快慢
2.定义：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
3.公式：P=UI
4.单位：瓦特（W）
小试牛刀
如图所示的安全出口指示灯，该灯配备有两个电源--正常电源和紧急备用电源，其中正常亮灯状态下，指示灯功率为3W，紧急指示灯亮起时，指示灯功率为6W。假设在某次消防安全演练中，某商场的200个紧急指示灯全部正常开启，持续时间为60min。在这次演练中，所有指示灯消耗的电能约为( )
A. 3.6×105J
B. 7.2×105J
C. 2.2×106J
D. 4.3×106J
D
电能表（电表）
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
议一议
1.kwh是什么单位？
2.1kwh=？J
3.1度电能做什么？
小试牛刀
下表为某电热水器铭牌上的部分内容，根据表中的信息可计算出该热水器正常工作0.5h消耗的电能为( )
A. 0.25kW h
B. 0.50kW h
C. 0.75kW h
D. 1.00kW h
C
小试牛刀
室内有五种用电器：1.5kW的电饭锅，200W的电冰箱，750W的取暖器，250W的电视机和2kW的空调机，供电电压是220V，进线处有13A的保险丝，为不使保险丝烧断，下列用电器不能同时使用的是( )
A. 电饭锅和电冰箱
B. 取暖器和空调机
C. 电饭锅和空调机
D. 电冰箱、电视机和空调机
C
电功和电功率
电能
内能
电能
内能
机械能
有什么区别？
纯电阻电路
内能
纯电阻电路:电阻将从电源获得的能量全部转变成内能
电能
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
电功率：
＝电功率：
非纯电阻电路
电能
内能
机械能
非纯电阻电路:在通电的状态下，有放热也有对外面做除内能外的其他形式的功的电路。
非纯电阻电路
P电
损失到哪里去？
线圈电热、摩擦生热P损=I2R
自身能量损失P损
输出功率P机
再议电机
输入
功率
输出
功率
发热
电机的功率
电机的效率
总输入功率
电机热功率
输出功率
小试牛刀
某直流电动机，线圈电阻是0.5Ω，当它两端所加的电压为6V时，通过电动机的电流为2A.由此可知( )
A. 电动机发热的功率为72W
B. 电动机消耗的电功率为72W
C. 电动机输出的机械功率为10W
D. 电动机的工作效率为20％
C
小试牛刀
如图所示，一手持迷你小风扇内安
装有小直流电动机，其线圈电阻为
RM，额定电压为U，额定电流为I。
将它与电压为U的直流电源连接，
电动机恰好正常工作，则( )
A. 电源输出功率为I2RM
B. 电动机消耗的功率为I2RM
C. 电动机线圈电阻的发热功率为U2RM
D. 电动机输出 的 机械功率为UI I2RM
D
小结
1、电功：
单位：焦耳（J）、千瓦时(Kwh)
2、电功率：
单位：瓦特（W）
3、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
4、对于纯电阻电路，电流做功，电能全部转化为内能

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