高中物理 第12章 电能 电能守恒定律 1 电路中的能量转化教案 新人教版必修第三册-新人教版高二第三册物理教案VIP免费

1．电路中的能量转化[学习目标]1.理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。(重点)2.理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路。(难点)3.理解电热和电热功率。(重点)4.会从能量守恒的角度理解焦耳定律。(难点)一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。2．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压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。(2)公式：W＝UIt。(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。(2)公式：P＝＝UI。(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。二、焦耳定律1．内容：电流通过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。2．表达式：Q＝I2Rt。3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的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＝UI，P损＝I2R。2．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化学能，还有一部分转化为内能。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电功与能量的单位都是焦耳，电功就是电能。(×)(2)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。(√)(3)电功率越大，表示电流做功越多。(×)(4)焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。(√)(5)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P即是电功率。(×)2．通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为时，则在时间t内产生的热量为()A．4QB．2QC．D．C[由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝·2Rt＝I2Rt＝，故选项C正确。]3．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的总功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()甲乙A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲B[设每个灯泡正常工作时的电流为I，则甲图中电路的总电流为3I，P甲＝12V×3I，乙图中电路的总电流为I，P乙＝12V×I，故有P甲＝3P乙，B正确。]串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比。(2)总功率P总＝UI＝(U1＋U2＋…＋Un)I＝P1＋P2＋…＋Pn。2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。(2)总功率P总＝UI＝U(I1＋I2＋…＋In)＝P1＋P2＋…＋Pn。3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。【例1】有额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是()ABCD思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。(2)串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比。C[若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110V，对A电路，因为RA＜RB，所以UA＜UB，即UB＞110V，B灯将被烧坏；对B电路，UB＞U并，B灯将被烧坏；对C电路，RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能等于UB，等于110V，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200W；对D电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有UA＝UB＝U并＝110V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280W。综上可知，C正确。]功率求解的技巧(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如用电器电流相同时，用P＝I2R比较，若电压相同时用P＝比较，若电阻相同时，可根据I或U的关系比较。(2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系。(3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率。实际功率与额定功率不一定相等。1．如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电...