学案 4 电路中的能量转化与守恒[学习目标定位] 1.理解电功、电功率的概念与公式并能进行相关计算.2.掌握焦耳定律并熟练区分纯电阻电路、非纯电阻电路中热量的计算.3.明确闭合电路的效率与功率，能分析闭合电路电源的最大输出功率．一、电功与电热关系的分析1．电功和电功率的普遍表达式(1)电功的定义：我们知道，在导体两端加上电压，导体中就会产生电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下就会发生定向移动而形成电流．在这一过程中电场力对电荷做功，这个功叫做电功．(2)电功的计算公式：电场力对电荷 q 所做的功为 W＝qU，而 q＝It，所以 W＝UIt.(3)电功率的计算公式：P＝UI.2．电功与电热(1)纯电阻电路：只含白炽灯、电炉等电热元件的电路叫纯电阻电路．(2)焦耳定律：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．它的数学表达式是 Q＝I2Rt，这个规律叫做焦耳定律．(3)电热：通常把电流流过导体时产生的热量称为电热，有时也叫做焦耳热．(4)热功率：单位时间内电流通过导体发出的热叫做热功率，其表达式为 P＝Q/t＝I2R.二、闭合电路中的能量转化与守恒1．EI＝UI＋U 内 I，反映了闭合电路中的能量转化关系．EI 表示电源产生的电功率，UI 和 U内 I 分别表示外电路和内电路上消耗的电功率．2．电源的总功率：P 总＝EI3．电源的输出功率：P 出＝UI4．电源的效率：η＝×100%＝×100%.1一、电功和电功率[要点提炼]1．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量．2．电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．3．电功常用的单位还有：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J.4．电功率 P＝＝IU，表示电流做功的快慢．二、焦耳定律[要点提炼]1．在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为其他形式的能．2．纯电阻电路中：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；P＝P 热＝UI＝I2R＝.3．非纯电阻电路中：W＝UIt＝Q＋E 其他>Q＝I2Rt；P＝UI＝I2R＋P 其他>P 热＝I2R.三、闭合电路中的能量转化与守恒[要点提炼]1．电路中的能量关系为：IE＝UI＋I2r.其中 IE 为电源的总功率，UI 为电源的输出功率，I2r 为内阻上消耗的热功率．2．若外电路是纯电阻电路，电路中的能量关系可写成 IE＝I2R＋I2r.3．电源的效率 η＝×100%＝×100%.[延伸思考]1．在一个闭合电路中电源的输出功率与外电阻之间有怎样的...
