物理1 电路中的能量转化课文配套ppt课件

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(3)单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号为J。常用的单位还有千瓦时,1 kW·h=3.6×106 J。2.电功率(1)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,它在数值上等于单位时间
内电流所做的功。(2)公式: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。即 
(3)单位:在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,符号为W。常用的单位还有千瓦(kW),1 kW= 1 000 W。(4)意义:电功率表示电流做功的快慢。
1.焦耳定律(1)内容:电流通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)表达式 
2.热功率(1)定义:电流通过导体发热的功率。(2)表达式:P热=I2R。
1.纯电阻电路　　电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为电阻的内能。此时电功等于电热,W=Q= UIt=I2Rt= t,电功率等于热功率,P=P热=UI=I2R= 。2.非纯电阻电路　　含有电动机、电解槽等用电器的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中,电流做的 功一部分转化为机械能或化学能,还有一小部分转化为内能。此时电功大于电热,W=UIt=Q+ E其他>Q=I2Rt,电功率大于热功率,P=UI=P热+P其他>P热=I2R。
知识辨析1.电流做功的实质是什么?2.电功率越大,电流做功一定越多吗?3.公式P=UI适用于非纯电阻电路中电功率的计算吗?4.在非纯电阻电路中,能否用W= t计算电热?
一语破的1.电流做功的实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力所做的功。2.不一定。电功率越大,表示电流做功越快,但不一定做功越多,还与时间有关。3.适用。P=UI是电功率的通式,既适用于纯电阻电路也适用于非纯电阻电路。4.不能。在非纯电阻电路中, t既不表示电功,也不能表示电热,因为欧姆定律不再适用。
1.电动机的功率　　当电动机正常工作时,要分清电动机的总功率(输入功率)、输出功率和热功率。
2.电动机功率问题的分析方法(1)抓住两个关键:确定电动机两端的电压U和电流I是解决问题的关键。若能求出U、I,就能 确定电动机的输入功率P总=UI,根据电流I和线圈电阻r,可求出热功率P热=I2r,最后求出输出功 率P出=P总-P热。(2)间接确定电动机的电压U和电流I:首先,对于其他纯电阻电路,利用欧姆定律进行分析计算, 确定相应的电压、电流,然后利用串、并联电路中的电压关系、电流关系间接确定电动机的 电压U、电流I。
典例　有一个用直流电动机【1】提升重物的装置,重物的质量m=50 kg,电路电压U=120 V,当电 动机以v=0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5 A,求:(取重力加速度g=10 m/s2)(1)电动机线圈的电阻R。(2)电动机对该重物的最大提升速度【2】。(3)若因故障电动机不能转动【3】,这时通过电动机的电流是多大,电动机消耗的电功率又为多大? 
信息提取    【1】电动机正常工作时,其电路为非纯电阻电路。【2】机械功率最大时,对应的提升速度最大。【3】机械功率为0,电能全部转化为内能。
思路点拨    (1)列出电动机提升重物时三个功率(电功率、热功率、机械功率)的表达式。(2)根据能量守恒列出三个功率间的关系式,从而求出电动机线圈的电阻R。(3)根据数学知识求出机械功率的最大值,从而求出相对应的最大提升速度。(4)电动机不能转动时,可以看成是纯电阻用电器,根据欧姆定律计算出电流,再算出电动机的 电功率。
解析    (1)电动机提升重物时,总功率P电=UI电动机线圈发热功率P热=I2R提升重物的功率P出=P机=mgv有P电=P热+P机,即UI=I2R+mgv解得R=  Ω=6 Ω。(2)根据P电=P热+P机得P机=P电-P热=UI-I2R=-R + 当I= 时,P机有最大值 ,即I=  A=10 A时,P机max=  W=600 W根据P机max=mgvmax(由【2】得到)解得vmax=  m/s=1.2 m/s。