高中物理第二章直流电路第6节焦耳定律电路中的能量转化课件教科版选修3-1.ppt

* * 第6节　焦耳定律　电路中的能量转化 课堂探究 自主学习 达标测评 自主学习 课前预习·感悟新知 目标导航 (教师参考) 重点:电功、电热、电功率、热功率的理解和计算 难点:在非纯电阻电路中电功、电热的计算及两者的关系 教材梳理 一、电功　电功率 电功 电功率 概念 电场力移动 所做的功 电流所做的功与做这些功 的比值 公式 W= . P= = . 单位 ,符号 . ,简称 ,符号 . 意义 描述电能转化为其他形式的能的多少 描述电流 的快慢 电荷 所用时间 UIt UI 焦耳 J 瓦特 瓦 W 做功 想一想 电流做功越多,电功率越大吗? 答案:不一定.电功率是指电流单位时间内做的功,由于时间不确定,所以电功率不一定大. 二、焦耳定律　热功率 1.焦耳定律 (1)内容:电流通过电阻产生的热量跟 成正比,跟电阻值成 ,跟通电时间成正比. (2)公式:Q= . 2.热功率 (1)定义:电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值. (2)公式:P热=I2R. 电流的二次方 正比 I2Rt 想一想 电风扇工作时消耗的电能可以用W=I2Rt来计算吗?电风扇工作时,消耗的电能转化成什么形式的能量? 答案:不能用W=I2Rt来计算电风扇工作时消耗的电能;电风扇工作时消耗的电能转化为内能和机械能. 三、电路中的能量转化 1.纯电阻电路的能量转化:电流所做的功与产生的热量相等,Q=W=UIt= = t,此时电能完全转化为 .电功率 热功率. I2Rt 内能 等于 2.非纯电阻电路的能量转化:电能除部分转化为内能外,还要转化为其他形式的能.这时电功用W= 计算,产生的电热只能用Q= 计算,此时P电=P热+P其他.电功率 于热功率. UIt I2Rt 大 3.电路中的能量守恒:电源功率 等于电路输出功率 与电源内电路的热功率 之和. IE IU I2r 想一想 教材P66中,如何从能量转化与守恒的角度来理解闭合电路的欧姆定律? 答案:E=U+Ir,IE=IU+I2r,即电源把其他形式的能量转化为电能的功率IE,等于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和. 1.电功越小,则电功率就越小.(　　) 2.任何电路中的电功W=IUt,电热Q=I2Rt且W=Q.(　　) 3.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路.(　　) 4.电动机工作时,消耗的电能等于产生的电热.(　　) 5.电源的功率越小,其输出功率越小.(　　) 思考判断 答案:1.×　2.×　3.√　4.×　5.× 要点一 串、并联电路中功率的分析与计算 课堂探究 核心导学·要点探究 【问题导学】 对串联和并联电路,电路消耗的总功率与各电阻消耗的功率是什么关系? 答案:无论是串联还是并联电路,电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和. 【要点归纳】 1.串、并联电路中的功率关系 2.额定功率和实际功率 (1)用电器正常工作时所消耗的功率叫做额定功率.当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额,电功率也达到额定功率P额,且P额=U额I额. (2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率.为了使用电器不被烧毁,要求实际功率不能大于其额定功率. 【例1】 现标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R,将它们接在220 V的电路中,在如图所示的几种接法中,最合理的是(　 　) C ?核心点拨? 此题判断最合理的依据是两只灯泡均能正常发光,则必须都达到额定电压,且电路消耗功率最小. 解析:L1和L2的额定电压相同,由P= 可知R1>R2,由串、并联电路电流、电压特点可知选项A,D中L1,L2一定不会同时正常发光,虽然选项B,C能使L1,L2同时正常发光,但选项B中P总=2(P1+P2),C中P总=2P2,故选项C正确. 规律方法 最合理的电灯电路的分析判断方法 (1)先分清哪个电路的灯泡能够正常发光,可以从电流、电压、电功率中任选一个量达到其额定值,其他两个量也达到额定值的方面分析. (2)确定了正常发光后,再比较哪一个电路的实际功率小,可以用定量计算的方法比较哪个电路的总电流小,也可以用定性分析的方法. (教师备用) 例1-1:(2017·宁德市一级达标中学期中联考)如图所示,A,B两端的电压U恒为18 V,电阻R1=20 Ω,灯泡L标有“6 V,1.8 W