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课 时 教 案
第 12 单元 第 1 案 总第 24 案
课题： §12. 1 电路中的能量转化
【教学目标与核心素养】
1．理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，能进行有关计算
2．知道电功率与热功率的区别和联系
3．理解纯电阻、非纯电阻电路
【教学重点】
1．电功、电功率、焦耳定律、热功率
2．非纯电阻电路中的能量转化
【教学难点】
1．非纯电阻电路中的能量转化
【教学过程】
引入：初中我们学过，用电器通电时，电能可以转化为其它形式的能，（学生举例），原因是电流做了功。由功是能量转化的量度可知，电流做功的过程即是电能转化为其它形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能，什么是电流做功，电能是怎样转化的，本节课我们就来学习这方面的内容。
一、电功和电功率
1.电功：
⑴定义：电流做功，简称电功。
电流做功的实质：是导体中的恒定电场对导体中自由电荷的静电力做功。电荷的电势能减少，其它形式的能增加。
即：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
⑵公式：移动的电荷
联立以上两式得： （这是计算电功普遍适用的公式）
上式表示电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t 三者的乘积。
⑶单位： J （kWh：1 kWh=1000 W×3600 s=3.6×106 J）
2.电功率：
⑴定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率（electric power），数值上等于单位时间内电流所做的功
表达式： （这是计算电功率普遍适用的公式）
公式表示：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。
⑵单位：W kW
⑶物理意义：描述电路中电流做功快慢的物理量。
二、焦耳定律（电热）：
电流做功消耗的是电能，电能转化为哪些形式的能，由电路中元件决定。若电路中只有电热元件（纯电阻），如电炉、白炽灯，电能全部转化为导体的内能。
即：
联立以上两式得：，此表达式称为焦耳定律
1．内容：电流流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。
2．单位：J
（焦耳定律是电流热效应的实验定律，是计算电热的普遍适用的公式）
纯电阻电路中，还可以写成：；非纯电阻电路中，如含有电动机，电解槽等元件的电路，“U”不再是导体两端电压，计算时只能用
3．热功率：
⑴定义：电流发热的功率。数值上等于单位时间内的发热量
⑵公式：（这是计算热功率普遍适用的公式）
⑶单位：W kW
三、电路中的能量转化
焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况， 但是实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载。
1．纯电阻电路和
在纯电阻电路中，如由白炽灯、电炉丝等元件构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，电功率等于热功率。
只有在纯电阻电路中，欧姆定律I=才成立。
即有：W=Q = IU t = I2Rt =t
P= IU = I2R =
2．非纯电阻电路
在非纯电阻电路中，如由电动机、电解槽等元件构成的电路，电流做功将电能转化为内能和其他形式的能。电功大于电热。
如：含有电动机电路中： 电能→损失的能量（转化为内能）和机械能
即：
电动机两端的电压为U，通过其中的电流为I
电功用公式 电功率用公式
热功率
含有电解槽电路中： 电能→内能和化学能
对于正在充电的电池，电能除了转化为化学能之 外，还有一部分转化为内能。
电功与电热间的数量关系：W ≥Q
完成教材P82例题，教师点评完善步骤的书写过程。
例1．关于三个公式P= IU，P= I2R，P =的适用范围，以下说法正确的是（ BC ）
A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率
B.在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率
C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义
D.由U=IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P既是电功率，也是热功率
例2．一个电动机，线圈电阻r=0.4Ω，当它两端所加的电压为U=220V时，通过的电流I=5A，试求：
⑴电动机消耗的电功率P电 ( 1100W)
⑵电动机的发热功率P热（电流流过电动机线圈时有内能产生）( 1.0W)
⑶转化为机械能的功率P机 ( 1090W)
⑷电动机的输入功率 ( 1100W )
⑸电动机的输出功率( 1090W )
⑹电动机的效率 ( 99% )
练1．有一白炽灯泡，标有“220V，40W”，求该灯泡的额定电流I额= 2/11 A，正常工作时的电阻R= 1210 Ω
练2．如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Ω，R=10Ω，U=160 V，电压表的读数为110 V，求：
⑴通过电动机的电流是多少？( 5A )
⑵输入到电动机的电功率是多少？( 550W )
⑶在电动机中发热的功率是多少？( 15W )
⑷电动机工作1 h所产生的热量是多少？( 5400J )
小结：
作业：

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