高中物理1 电路中的能量转化一等奖教案

这是一份高中物理1 电路中的能量转化一等奖教案，共5页。教案主要包含了教学目标与核心素养，教学重点，教学难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
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    kW⑶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 =tP= 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：