人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律1 电路中的能量转化公开课课件ppt

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现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电风扇、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？
电炉通电时 电能转化为内能
电动机通电时电能转化为机械能
蓄电池充电时电能转化为化学能
单位： 焦耳（ J ） 单位换算：1kW·h=3.6×106J
公式W=UIt 适用于所有的电路
静电力对自由电荷做正功电荷的电势能减少，其他形式能增加.
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？
这个公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压和电流的乘积。
电功率物理意义：描述电流做功的快慢
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率
【例题1】一根电阻丝在t时间内通过2C 的电量时，消耗电能是8J。若在t时间内通过该电阻丝4C的电量时，该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在t时间内消耗的电能E分别为 （ ） A．U=4V B．U=8V C．E=16J D．E=32J
根据W=qU，又因为W=E有：
U′=2U=2×4V=8V
E=q′U′=4C×8V=32J
通过电热水壶的电流大小为I，加热丝的电阻大小为R，电热水壶通电时间为t，推导电热水壶产生的热量表达式。

电流通过电热水壶中的电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能；即电流在这段电路中的功W等于这段电路中产生的热量Q，所以：
这个关系式最初是由焦耳通过实验直接得到的，物理学中就把它叫作焦耳定律。
焦耳定律最初是实验发现的。
在理论推导焦耳定律时，电功全部转化为电热，即：W=Q；但是实际中，有些电路电能不一定全部转化为电热。若只求电热时，例如，要计算电流通过某一电路时放出热量的多少，都可以使用焦耳定律。
它适用于任何导体，范围很广，所有的电路都能使用。
由于W=Q，所以此时的电热功率
单位：瓦(W) 千瓦(kW)
在推导P热=I2R的过程中，我们同样用到了W=Q这个条件，它要求电流做的功“全部变成热”，其中的电功率P热是指电流通过导体发热的功率。
电吹风机消耗电能和产生热量相等吗？
电流所做的总功电吹风机消耗的总电能
只是电能转化为内能的那部分能量
消耗电能大于产生热量电功率大于热功率
像吹风机这样包含电动机的用电器
电动机工作时能量转化的实验探究
观察电动机转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系。
观察电动机转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系。
用欧姆表测量电动机的线圈电阻为19 Ω，电动机转动，两端所加的电压为2.0 V时，通过的电流为0.020 A。电动机用手捏住不转动，两端所加电压仍为2.0 V，通过的电流为0.098 A。电动机在转动和不转动两种情形下电功率和热功率各是多少？请判断线圈电阻R与U/I的关系。
实验结论：电动机转动时，欧姆定律对电动机整体不成立。
纯电阻电路
电能 → 内能
电能 → 内能+其它形式的能
【例题2】一台电动机，线圈的电阻是 0.4 Ω，当它两端所加的电压为 220 V 时，通过的电流是 5 A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？
P电=UI=220×5W=1100W
P热=I2R=52×0.4W=10W
P机=P电－P热=1100W－10W=1090W
电能转化为其他形式能量的总和
电能转化为其他形式能量的快慢
电能只向内能转化时，电功与电热相等，电功率与电热功率相等.
1、 用电器两端电压220V，这意味着 () A. 1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J B. 1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量 C. 1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W D. 1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J
2、如图所示，A、B两灯额定电压都是110 V，额定功率PA=100 W，PB=40 W，接在220 V电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是 ( )