高中人教版 (2019)电路中的能量转化教学ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)电路中的能量转化教学ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了纯电阻电路，满足欧姆定律，非纯电阻电路，不满足欧姆定律，电路中的能量转化，P电＝UI，P损＝P热＝I2r等内容，欢迎下载使用。
现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电风扇、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？
电热水壶通电电能转化为内能
手机电池充电电能转化成化学能
电动机转动电能转化为机械能和内能
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。是谁在做功？
导线中恒定电场的电场线
自由电荷在静电力的作用下做定向移动
电荷的电势能减少，其他形式能增加
静电力对自由电荷做正功
即：静电力对自由电荷做功，称为电流做功，也称电功。
电流做功的实质：导线中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
如图，在一段电路中，电路两端电压为U，电路中的电流为I，电荷从左向右经过这段电路的时间为t，定向移动电荷量为q，则静电力做多少功？
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．
（3）单位：国际单位制：焦耳 简称 焦（J） 常用单位有：千瓦时（kW·h）.俗称“度”
　1kW·h＝3.6×106J
（1）定义：在一段电路中静电力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称为电功．
（4）物理意义：电功是电能转化为其他形式能的量度。
（6）测量方法：电能表、伏安法等
某同学发现家里的电炖锅上有两个档位，分别是快炖和慢炖，这两个档位的本质区别是什么呢？这位同学说两个档位的电功不同，这种说法正确吗？
（4）物理意义：电功率表示电流做功的快慢．
（3）单位：国际单位制：瓦（W），常用单位：千瓦 （kW） 1kW=1000W
电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率
这个公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压和电流的乘积。
（5）测量方法：电压表和电流表
实际功率：用电器在工作中实际消耗的电功率．若用电器在额定电压下工作，则P实＝P额
额定电压、额定功率、实际功率
额定功率：是用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压时消耗的功率．（铭牌上标出的功率）
额定电压：表示用电器正常工作时的电压．（铭牌上标出的电压）
在初中我们已学习了焦耳定律，回顾一下，焦耳定律的内容？
1.定义：电流通过某导体产生的热量, 跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
3.说明：焦耳定律适用于一切电路
(1)定义:单位时间内电流通过导体发热的功率叫热功率。
电能转化为内能的那部分功率。
电热水器两端的电压为U，通过它的电流大小为I，加热管的电阻大小为R，通电时间为t。电流在这段电路中的功W等于这段电路中产生的热量Q有什么关系？
只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能
例如：电阻，电炉丝，白炽灯，电热水器等
电动机两端的电压为U，通过它的电流大小为I，内部的电阻大小为r，通电时间为t。电流在这段电路中的功W等于这段电路中产生的热量Q有什么关系？
由UIt=I2rt+E机
由能量守恒可得W=Q+E机
可得：UIt > I2rt
电路中电能除了转化为内能，还有一部分转化为其他形式能的电路.例如电动机、电解槽、日光灯等
(1)电动机的总功率：
(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”
1.一台电动机，线圈的电阻是0.4Ω，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？
P电=UI=220×5W=1100W
P热=I2R=52×0.4W=10W
P机=P电－P热=1100W－10W=1090W
　2.规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求：(1)接220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；
答案　35 W　1 W
解析　排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为发热功率为P热＝I2R＝(0.16)2×40 W≈1 W.转化为机械能的功率为P机＝P－P热＝(36－1) W＝35 W.
(2)扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.
答案　1 210 W　1 210 W
解析　扇叶被卡住不能转动后，电动机所在电路成为纯电阻电路，电流做功全部转化为内能，此时电动机中电流为电动机消耗的功率即电功率等于发热功率：P电′＝P热′＝UI′＝220×5.5 W＝1 210 W.
3、某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。
P机=mgv=50×10×0.9=450w
P电=UI=110×5=550w
∴P热=P电-P机=550-450=100w
∵P热=I2R=100w
电动机线圈的电阻为4Ω。
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＝160V，电压表的读数为110V，求：（1）通过电动机的电流；（2）输入到电动机的功率P入；（3）电动机的发热功率P热，电动机输出的机械功率。
【解析】（1）电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R两端电压为：U1＝160V﹣110V＝50V，得电流为：I=5A；（2）电动机的电功率为：P＝UI＝110×5W＝550W（3）电动机的热功率为：P热＝I2R＝52×0.6W＝15W 输出的机械功率为：P出＝550W﹣15W＝535W
电动机工作时能量转化的实验探究
观察电动机转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系。
观察电动机转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系。
用欧姆表测量电动机的线圈电阻为19 Ω，电动机转动，两端所加的电压为2.0 V时，通过的电流为0.020 A。电动机用手捏住不转动，两端所加电压仍为2.0 V，通过的电流为0.098 A。电动机在转动和不转动两种情形下电功率和热功率各是多少？请判断线圈电阻R与U/I的关系。
电能转化为其他形式能量的总和
电能转化为其他形式能量的快慢
电能只向内能转化时，电功与电热相等，电功率与电热功率相等.