物理第一节 电路中的能量获奖课件ppt

这是一份物理第一节 电路中的能量获奖课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了学习目标，电功和电功率，1kW＝103W，焦耳定律，想一想，电功和热量，电流做功的功率，电功率，热功率，电流发热的功率等内容，欢迎下载使用。

1. 理解电功以及电功率，理解电功和能量转化的关系；2. 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生产生活中的应用，提高科学探究和科学思维能力；3. 能从纯电阻电路和非纯电阻电路的角度区别电功和电热，形成物理观念；4. 认识闭合电路的能量关系，形成物理观念。
【开启新探索】从能量角度研究电路
我们知道，在电路中使用不同的用电器，往往会有不同的能量转化。回顾生活中用过的用电器，说明用电器将电能转化成怎样的能量？
烧水壶通电时，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。
回顾：功和能之间有什么关系？
思考：用电器工作时，电能转化为其他形式能。是什么力做功？
自由电荷受到导体中恒定电场的静电力作用自由电荷在静电力的作用下做定向移动
电流做功的实质是什么呢？
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
即：电场力对自由电荷做功，也称为电流做功，简称电功。
如图，在一段电路中，电路两端电压为U，在t时间内，定向移动电荷量为q，则移动电荷静电力做多少功？若电路中的电流为I，又可以怎样表示静电力做功？
电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积．
你对电功有怎样的理解？
电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。意义：电流做功的过程是电势能转化为其他形式的能的过程， 即电功是电势能（电能）转化为其他形式的能的量度。
（3）单位：　在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时（kW·h）.
　1kW·h＝3.6×106J
(1)定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．
2．电功率：单位时间内电流所做的功与所用时间之比
（２）电功率表示电流做功的快慢．
（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）
几种常见家用电器的额定功率
电流做功的同时，电流流经金属导体，自由电子与金属中其他电荷或原子发生碰撞，电能转化为热能（内能）。
1．电热：由于导体有电阻，使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热．
焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路。
左面三个用电器和右面两个用电器有什么区别？都主要转化为哪些能？
思考：电流做功消耗的是电能，电能会转化为哪种形式的能？
左面主要转化为内能即产生热量，右面除内能还有一部分电能转化为机械能。
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
像吹风机这样包含电动机的用电器
如何计算电动机通电转动时对外做功的功率？
通过对非纯电阻电路的分析，说明：欧姆定律适用于非纯电阻电路吗？
由UIt=I2rt+E机
可得：UIt > I2rt
所以：欧姆定律不再适用于非纯电阻电路
此时，加在非纯电阻电路两端的电压，大于在非纯电阻元件内阻上的电压。
(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率：
(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率：
(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率：
电动机（非纯电阻元件）的“三个功率和效率”
电能全部转化为热能,电功等于电热
纯电阻电路：只含有电阻的电路、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．
电能一部分转化为热能,一部分转化为其它能
非纯电阻电路:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽等
电功与电热的计算公式比较:
电功率与热功率的区别和联系　（1）区别：　　电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；　　热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率．决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积．　（2）联系：　　对纯电阻电路，电功率等于热功率；　　对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．
纯电阻电路:
电能 内能
电能 → 内能+其他形式的能
＞ I2Rt
例2 规格为“220V，1000W”的电炉，求：    （1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流； （2）电炉的电阻 。
例3 额定电压为220 V的电动机的线圈电阻为0.8 Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为1 280 J，则电动机正常工作时的电流为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？
答案：40 A　7 520 J
三. 闭合电路中的功率
当外电阻为纯电阻电路时
(1)当R＝0时，短路。电源输出功率为0(2)当R＝r时，电源输出功率最大，机械效率η＝50%。(1)当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。
注意：电源的输出功率最大时，其效率为
当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。
例4 如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定. 已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：
(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
[答案]　(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W
三、电源的总功率、内耗功率、输出功率（外电路消耗功率）、电源的效率与外电阻的关系
1．若不考虑温度对电阻的影响，关于一个标有“220 V　40 W”字样的灯泡，下列说法中错误的是(　　)A．接在110 V的线路上，灯泡的功率为20 WB．接在110 V的线路上，灯泡的功率为10 WC．接在220 V的线路上，灯泡的功率为40 WD．接在55 V的线路上，灯泡的功率为2.5 W
2．一根电阻丝，通过2 C电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，则该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是(　)A．4 V,16 J B．8 V,16 J C．4 V,32 J D．8 V,32 J
4.有一只电熨斗，内部电路如图 甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”、“低”、“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是(　　)
A．a方式为“高”挡 B．b方式为“低”挡C．c方式为“关”挡 D．d方式为“中”挡