高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电路中的能量转化教课内容ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 电路中的能量转化教课内容ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了导学·掌握必备知识，共研·突破关键能力，精练·落实学科素养，静电力，UIt，通电时间，电流的二次方，导体的电阻，I2Rt，I2R等内容，欢迎下载使用。
一、电功和电功率1．电流做功与能量转化：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：导体中的恒定电场对自由电荷的________在做功．3．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的________、电路中的________、通电________三者的乘积．(2)公式：W＝________．(3)单位：国际单位是________，符号是J.
二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟___________成正比，跟__________及__________成正比．2．表达式：Q＝________．3．热功率(1)热功率是指单位时间内，电流通过导体发热的功率．(2)表达式：P＝________．(3)物理意义：表示电流_________的物理量．
三、电路中的能量转化1．焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况，这种只含有电阻的电路叫作________电路．实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载，如电动机、正在充电的电池，这种电路叫作非纯电阻电路． 欧姆定律不再适用 2．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能．(2)功率关系：电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即P电＝P机＋P损，P电＝____，P损＝_____．3．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为________能，还有一部分转化为内能．
拓展 1　电流做功和电势能的变化的关系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在做功．自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加．
拓展2　结合已学知识和你的生活经验，说说下列用电器工作时的能量转化情况．(1)电风扇　(2)电解槽　(3)电热水器提示：(1)电风扇：电能转化为机械能和内能．(2)电解槽：电能转化为化学能和内能．(3)电热水器：电能转化为内能．
目标一　电功和电热【导思】　(1)如图所示是电烙铁和电熨斗，为什么这些用电器通电后会发热呢？(2)电烙铁通电后，电烙铁的烙铁头热得能把金属熔化，而与电烙铁相连的导线却不怎么热，为什么？
在金属导体中，在电场力作用下运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能．
电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积，因为烙铁头的电阻大，在通电电流和通电时间相同时，烙铁头产生的热量多，导线的电阻很小，产生的热量少，所以烙铁头的温度高于导线的温度．
【归纳】1．电功和电功率W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路．2．电热和热功率Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率．
例2 额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W，PB＝40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，两盏灯泡均能正常发光．下列选项中给出的连接方式中消耗功率最小的是(　　)
[训练1]　有两盏电灯L1和L2，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，则关于甲、乙两个电路中电灯L1的亮度的说法正确的是(　　)　甲　　　　　　　　　　　乙A．图甲电路中灯L1比乙图电路中灯L1亮B．图乙电路中灯L1比甲图电路中灯L1亮C．两个电路中灯L1一样亮D．不知它们的额定电压和额定功率，无法判断
解析：因为电压U相同，两盏电灯串联后，L1两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，选项B正确．
[训练2]　标有“6 V　3 W”的甲灯和“12 V　12 W”的乙灯，并联接在6 V的电源上(假设灯丝的电阻不变)．下列说法正确的是(　　)A．甲、乙两灯消耗的电能之比是1∶4B．甲、乙两灯的电压之比是1∶2C．通过甲、乙两灯的电流之比是1∶2D．甲、乙两灯的实际电功率之比是1∶1
目标二　 纯电阻电路中的功率【导思】　如图所示，标有“220 V　60 W”的白炽灯和“220 V　60 W”的电风扇，把它们并联后接到220 V的照明电路中，二者都能正常工作．它们在相同的时间内产生的电热相同吗？为什么？
【归纳】1．串、并联电路中的功率关系
2.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
提醒：解决实际问题时，注意纯电阻电路和非纯电阻电路中能量转化的不同．
【典例】例3 三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W．现将它们按如图所示方式连接，整个电路允许消耗的最大功率为(　　)A．30 W B．20 WC．15 W D．10 W
例4 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和 1.0 V；重新调节R使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻．
答案：22.0 W　2 Ω
思维提升电动机电路的分析与计算
[训练3]　A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RA∶RB∶RC为(　　)A．1∶1∶1 B．1∶2∶2C．2∶1∶1 D．1∶4∶4
[训练4]　小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗．汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示．汽车蓄电池的电压为12.5 V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10 A；车灯接通电动机启动时，电流表示数为70 A，已知车灯的I­U图像如图乙所示．(1)求定值电阻R的阻值．(2)车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少？(3)车灯接通电动机启动2 s过程中电动机消耗的电能为多少？
1．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2个60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年能节省的电能最接近(已知全国大约有4.5亿户人家，每家每天亮灯时间大约为3 h)(　　)A．5×108 kW·h B．5×1010 kW·hC．5×1012 kW·h D．5×1013 kW·h
解析：已知白炽灯和LED灯的额定功率分别为60 W和10 W，根据公式W＝Pt得全国一年节省的电能最接近W＝2ΔPt＝2×(0.06－0.01)×4.5×108×3 h×365 kW·h＝4.9×1010kW·h，故B正确．
2．在直流电路中，两个电阻的阻值之比R1∶R2＝2∶1，通过的电流之比I1∶I2＝2∶1，则在相等时间内两个电阻产生的热量之比Q1∶Q2为(　　)A．1∶1　　B．2∶1　　C．4∶1　　D．8∶1
3.(多选)如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线．当通过该元器件的电流为0.4 A时(　　)A．该元器件的阻值为250 ΩB．该元器件的阻值为125 ΩC．该元器件消耗的电功率为20 WD．该元器件消耗的电功率无法求解