高中物理1 电路中的能量转化集体备课课件ppt

这是一份高中物理1 电路中的能量转化集体备课课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了电路中的能量转化，目标体系构建，素养目标，课前预习反馈，知识点1，恒定电场，UIt，知识点2，I2Rt，I2R等内容，欢迎下载使用。

【课程标准】1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。2．理解电热和电热功率，关注焦耳定律在生产、生活中的应用。3．从能量转化和守恒的角度理解电功和电热的区别。
　　　电功和电功率1．电能转化为其他形式的能，是通过________做功来实现的。2．电流做功的实质：导体中的____________对自由电荷的静电力在做功。3．静电力的功：电流在一段电路中所做的功等于电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的________。即W＝________。
4．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电________之比。(2)定义式：P＝______。(3)电功率表达式：P＝________。(4)单位：电功的单位是________(J)，电功率的单位是________ (W)。
　　　焦耳定律1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________，跟导体的电阻及通电时间成________。即Q＝________。2．热功率：电流通过导体发热的功率P热＝_______。
　　　电路中的能量转化1．电动机工作时能量转化关系：电动机从电源获得的能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为________。2．功率关系：P电＝___________。3．电池充电时能量转化关系：电能转化为________能和内能。
『判一判』(1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。(　　)(2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。(　　)(3)电功率越大，表示电流做功越多。(　　)
(4)焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。(　　)
『选一选』如图所示，一幢居民楼里住着生活习惯各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　)
解析：家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确。
『想一想』用电器的功率越大，接在电路中消耗的电能也就越大，这种说法正确吗？解析：不正确。电功的定义式为W＝IUt＝Pt，即电流做功一方面与电功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有电功率与时间的乘积越大时，消耗的电能才越大。
用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？
串、并联电路中电功率的分析与计算
提示：通电导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻要大得多。由焦耳定律Q＝I2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。
(1)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比关系还是反比关系。(2)当分析用电器的功率问题时，一定要注意用电器的安全，即不要超过用电器的额定电压、额定电流。
　　　　　(2022·广东省惠州市高二上学期期末)额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的电灯两盏，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个(　　)
 思路引导：由于题目电压已定，取最小电流功率最小，但需保证用电器都正常工作。解析：电路要正常工作且消耗功率最小，则P总＝U总I总可知I总越小越好，但不能小于A的额定电流，故A可在干路中而B所需电流要小，可并联电阻分流从而得到正常工作的最小电流及最小功率，故选C。
1．(2022·重庆巫山县官渡中学高二阶段测试)如图，已知R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为(　　)A．6∶3∶4B．1∶2∶6C．3∶6∶4D．2∶1∶6
如图电风扇和电熨斗都是通过电流做功进行工作的电器。请思考：
纯电阻电路与非纯电阻电路
(1)电风扇工作时，将电能主要转化为什么能？(2)电熨斗工作时，将电能主要转化为什么能？答案：(1)机械能　(2)热能
2．电功、电热、电功率、热功率的比较
【注意】(1)正确识别纯电阻电路与非纯电阻电路，明确各公式的适用条件及电功和电热的关系。(2)电动机电路不是纯电阻电路，但被卡住时则为纯电阻电路。欧姆定律只适用于纯电阻电路。
　　　　　(2022·浙江卷)某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。
已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则(　　)A．每秒水泵对水做功为75 JB．每秒水泵对水做功为225 JC．水泵输入功率为440 WD．电动机线圈的电阻为10 Ω
【归纳】(1)对于非纯电阻电路(如电动机)，总功率P总＝IU，电热功率P热＝I2R，通常机械功率从能量守恒定律得出P机＝P总－P热。(2)电动机输出的机械功率还可以用P机＝F牵v求得。(3)流过电动机的电流是解题的关键，但整体不能用欧姆定律求解，通常要用电路规律间接求解。
2．(2022·浙江长兴县教育研究中心高二期中)假如电吹风中的电动机和电热丝串联连接，已知电动机线圈的电阻为R1，电热丝的阻值为R2。设电吹风机工作时两端的电压为U，工作电流为I，消耗的电功率为P，则下列关系正确的是(　　)A．P＝UIB．P＝I2(R1＋R2)C．U＝I(R1＋R2)D．P＝UI－I2R2
解析：已知电吹风机工作时两端的电压为U，工作电流为I，则消耗的电功率为P＝UI，故A正确，D错误；对电吹风机，电能不是全部转化为热能，故消耗的电功率大于此时的热功率，有P＞I2(R1＋R2)，故B错误；根据电吹风机工作时，消耗的电功率大于热功率，可得P＝UI＞I2(R1＋R2)，即U＞I(R1＋R2)，故C错误。
误区警示1．非纯电阻电路两端所加电压U1与其电阻部分的电压U2不等，U1＞U2。2．不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，其功率P＝UI恒成立，P热＝I2R也恒成立，但在非纯电阻电路中，P＞P热，不能用错公式。3．为避免错误，可以从能量转化与守恒的角度进行判断，不要盲目下结论。4．当电动机不转时(刚启动或被卡住)时电动机所在电路为纯电阻电路，满足欧姆定律。此时的电流是电动机的最大电流。
A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2
错解：B或C或D错因分析：错解B：不清楚在非纯电阻电路中公式U＝IR不再成立，错选B项；错解C：由W＝IUt判断出W1＝W2，考虑到电动机有机械能输出，由能量的转化与守恒判断得Q1＞Q2，误认为C正确；错解D：正确判断出U1＜U2后，由W＝IUt得W1＜W2，由Q＝IUt，得Q1＜Q2，错选D项。正确解答：电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，其两端电压U2＞IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2，C错误；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A正确，D错误。
1．(2022·宁波诺丁汉大学附属中学高二下学期期中)如右图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有(　　)A．P＜UIB．P＝I2(R1＋R2)C．P＞UID．P＞I2(R1＋R2)
解析：电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小应该用P＝IU来计算，所以AC错误；电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为I2(R1＋R2)，吹风机的总功率P＝IU要大于发热部分的功率，所以B错误，D正确。
2．(2022·重庆山县官渡中学高二阶段测试)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如题图所示，可知两电阻串联时的功率之比等于(　　)
解析：由于该图线为I－U图线，则图线的斜率表示电阻的倒数，两根图线的斜率比为3∶1，所以电阻之比为R1∶R2＝1∶3，根据功率公式P＝I2R，可知，两电阻串联时，电流相同，则功率之比等于电阻之比，即有PR1∶PR2＝1∶3，ABC错误，D正确。
3．(2022·广东省江门市高三模拟)扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10 V、电流为3 A、线圈电阻为1 Ω。则下列有关它的说法正确的是(　　)A．正常工作时，电动机的发热功率为100 WB．正常工作时，电动机的输出功率为9 WC．正常工作时，电动机的总功率为30 WD．电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时，电动机的热功率为9 W
4．(2022·山东菏泽一中期中考试)如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表(看成理想电流表)A示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表A示数为4 A。求：(1)电炉的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；
(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？答案：(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W