高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电路中的能量图文课件ppt

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1.电功(1)定义:电流通过一段电路时,自由电荷在　　　    的推动下做定向移动,电场 力对　　　     所做的功,称为电功.电功的大小等于被消耗的电能.(2)公式:W=　　    .(3)单位:在国际单位制中,电功的单位是　　    ,符号是J.
导师点睛　对电功的理解(1)从力的角度看,电流做功的实质是电场力对自由电荷做功.(2)从能的角度看,电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程,电功的大小 表示电能的减少量,标志着电能转化为其他形式的能的多少.(3)电功W=UIt=qU对任何电路都适用.
2.电功率(1)定义:电流做功与完成这些功　　 　    之比叫作电功率.(2)公式:P= =　　　    .(3)单位:在国际单位制中,电功率的单位是瓦特,符号是W,1 kW=103 W.
1.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟　　　    的二次方成正比,与导体的电阻 及通电时间成正比.(2)公式:Q=　　　    .2.热功率:一段电路因发热消耗的功率,P=　　    .
导师点睛　求电功、电热需要注意:(1)若是纯电阻电路,如白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等构成的电路, 电流做功全部转化为内能,电功等于电热,即W=Q或IUt=I2Rt,在计算电热和电功 时,可采用公式W=Q=UIt=Pt=I2Rt= t中任一形式进行计算.(2)若是非纯电阻电路,如含有电动机、电解槽、日光灯等的电路,电流做功除转 化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q,或IUt>I2Rt,此种情况下,电 功只能用公式W=IUt进行计算,电热Q只能用公式Q=I2Rt计算.(3)并不是含电动机的电路一定是非纯电阻电路,如果电动机没有转动,它消耗的 电能仍然全部转化为内能,还是属于纯电阻电路.
1.电流通过导体做的功越多,电功率越大. (    　)2.电炉、电烙铁、电热毯、电饭锅等用电器,由于电流通过时,电能全部转化为内 能,故为纯电阻用电器.(　　)3.电动机、电解槽等用电器,电流通过时电能除转化为内能外,还转化为其他形式 的能,故为非纯电阻用电器.(　　)4.不论纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算焦耳热时仍可用P热=UI. (    　)5.不论何种电路,计算电功时均可用W=UIt. (　　)6.热功率P=I2R,此式适用于求任何用电器产生的功率. (    　)7.焦耳热Q与电功率W不一定相等. (　　)
情境　1879年,爱迪生发明了白炽灯.此后,日光灯、节能灯、霓虹灯等各式各 样的灯如雨后春笋般登上照明的舞台,极大地方便了人们的生产和生活.
问题1.白炽灯的发光原理是什么?提示:利用电流的热效应,将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光.2.白炽灯和节能灯是纯电阻用电器吗?提示:白炽灯是纯电阻用电器,节能灯不是.3.纯电阻电路和非纯电阻电路的区别是什么?提示:纯电阻电路中,电能全部转化为内能,非纯电阻电路中含非纯电阻用电器,电 能不是全部转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能,如机械能、化学能等.
纯电阻电路与非纯电阻电路的主要区别
特别提醒    不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算电功时都可以用W=UIt,计 算电功率时都可以用P=UI,计算电热时都可以用Q=I2Rt,计算热功率时都可以用P热=I2R.若用变形式时,就要考虑是否是纯电阻电路. 两种电路中的电功和电热的关系(1)纯电阻电路中,电功等于电热,即W=Q;非纯电阻电路中,电功大于电热, 即W>Q.(2)纯电阻电路中,电功率等于热功率,即P电=P热=UI=I2R= ;非纯电阻电路中,电功率大于热功率,P电>P热,即UI>I2R.
电动机模型如图电动机由线圈电阻和其他元件组成.电动机正常工作时,部分电压加在线圈 电阻上,大部分电压加在其他元件上用来将电能转化为机械能,此时电路为非纯 电阻电路;电动机通电但电动机不工作时,电压全部加在线圈电阻上,此时电路为 纯电阻电路.
电动机的总功率(输入功率):P总=UI.电动机的热功率:P热=I2r.电动机的输出功率(机械功率):P出=UI-I2r.电动机的效率:η= ×100%= ×100%=  ×100%. 电动机类问题处理方法
如图所示电路,电源内阻为r=1 Ω,定值电阻R=5 Ω,闭合S1、断开S2【1】,电流表的示 数是1.00 A;闭合S1和S2【2】,电流表的示数是2.00 A,此时电动机竖直向上匀速吊起 质量为m=0.6 kg的重物【3】,已知电动机线圈电阻为R0=0.5 Ω,电流表、电压表均为 理想电表,不计一切阻力,取g=10 m/s2,求:(1)电源电动势E;(2)电动机的输入功率P入;(3)闭合S1和S2时,重物向上运动的速率.
信息提取【1】电动机支路断开,电源与电阻R组成闭合回路,满足闭合电路的欧姆定律.【2】电动机与电阻R并联,是非纯电阻电路.【3】细绳拉力大小等于重力,电动机正常工作,要满足能量守恒定律.思路分析　解答本题分三步走:第一步:闭合S1、断开S2时,只有R接入电路,根据闭合电路的欧姆定律【4】求解电源 电动势;第二步:闭合S1、S2时,R与电动机并联,根据闭合电路的欧姆定律结合电路连接情 况求出流过电动机的电流,进而求电动机的输入功率.第三步:根据能量守恒定律【5】列式求解重物向上运动的速率.