《电路中的能量转化》电能能量守恒定律PPT教学课件

《电路中的能量转化》电能能量守恒定律PPT教学课件 详细介绍:

人教版高中物理必修三《电路中的能量转化》电能能量守恒定律PPT教学课件，共53页。

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

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

3．理解电功率和热功率

4．会从能量守恒角度理解焦耳定律

串、并联电路中电功率的计算

1．探究电功W＝UIt的推导过程．

【答案】一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在．电路中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流I．在时间t内通过这段电路上任一横截面的电量为q＝It．电场力所做的功W＝qU＝IUt，电场力所做的功也就是通常所说的电流做的功，即电功．

2．电功的单位有时用千瓦时，说明其物理含义，并计算1千瓦时等于多少焦．

【答案】1千瓦时表示功率为1千瓦的用电器在1小时内所消耗的电能．

1千瓦时＝1 000 W×3 600 s＝3.6×106 J．

探究总结

1．串联电路中功率关系

(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．并联电路中功率关系

(1)各支路电压相同，根据P＝U2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比．

(2)总功率R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．

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＝U2R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．

纯电阻电路和非纯电阻电路

1．在什么电路中电能全部转化为内能？

【答案】在纯电阻电路中，导体发热，电能全部转化为内能．

2．设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试以此为模型探究焦耳定律的表达式．

【答案】由欧姆定律U＝IR，在t时间内电流做的功为W＝IUt＝I2Rt．电路为纯电阻电路，W＝Q，即Q＝I2Rt，此式为焦耳定律的表达式．

3．试推导电热功率的表达式．

4．怎样区分纯电阻电路和非纯电阻电路？这两种电路中电功与电热有怎样的关系？

【答案】(1)电路中只含有电阻元件的电路为纯电阻电路，如白炽灯、电炉等．电路中除含有电阻元件之外，还含有电动机、电解槽、电容器等产生其他能量的电路为非纯电阻电路．

(2)在纯电阻电路中，电流做功全部转化电热，即W＝Q．

在非纯电阻电路中，电流做的功除一部分转化为电热之外，大部分转化为其他形式的能．即W＝Q＋E其他，此时W>Q．