焦耳定律电路中能量的转化课件.ppt

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1、6、焦耳定律电路中能量的转化环节一:自学检测1、什么是电功？它的计算式是什么？它的单位是什么？2、什么是电功率？它的计算式是什么？它的单位是什么？3、焦耳定律的内容是什么？焦耳热的计算公式是什么？电功与焦耳热的大小相等吗？为什么会有电热的产生(焦耳定律的微观解释）？4、热功率的定义是什么？它的计算式是什么？它的单位是什么？电功率与热功率相等吗？环节二：合作探究探究点（一）对电功和电功率的理解电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程。一、电功

2、功是能量转化的量度，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。1、定义：电场力(或电流)所做的功.电功是电能转化为其他形式能的量度.电场力做功：W=qU一、电功一段电路两端的电压为U,通过的电流为I,则在时间t内通过这段电路任一横截的电荷量：q=ItW=IUt2、公式:电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积．3、单位：焦(J)千瓦时(kW·h).1kW·h＝3.6×106

3、J一、电功W=IUt2、公式:1、定义：电场力(或电流)所做的功.电功普适公式1、定义：单位时间内电流所做的功.表示电流做功的快慢．电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积．3、单位：瓦(W)千瓦(kW)．1kW＝103W二、电功率P=W/t=IU2、公式:电功率普适公式环节二：合作探究探究点（二）对焦耳定律和热功率的理解电热Q2、公式:(1)推导：电能全部转化为内能：Q=W=IUt欧姆定律：U=IRQ=I2Rt1、定义:电流通过导体产生的热量.焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电

4、阻R和通电时间t三者的乘积．焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路．纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉、电烙铁；及转子被卡住的电动机）．非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发生化学反应的电解槽的电路．Q=I2Rt2、公式:电热Q3、单位：焦(J)千瓦时(kW·h).电热普适公式1、定义:单位时间内的发热量.热功率P热功率P等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．P=Q/t=I2R2、公式:3、单位：瓦(W)千瓦(kW)．热功率普适公式环节二：合作探究探究点（三）区别W和Q,P和P热纯电阻电路:非纯电阻

5、电路:电能→内能电能→内能+其它形式的能QI2RtWIUt=I=U/R电功=电热:W=IUt==I2RtU2t/R电功率=热功率：P=IU=U2/R=I2R=P热WW其QIUt＞I2RtI＜U/R电功：W=IUt电热：Q=I2Rt电功率：P=IU热功率：P热=I2RRM=Q环节二：合作探究完成教材P65的讨论交流1、在电源内部，能量是如何转化的？2、在外电路上，能量是如何转化的？3、你能从能量转化与守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律吗？电源的三个功率以及关系环节三：同步训练创新设计例2第二课时学习目标1、会计算电源的效率η2、理解电源

6、的输出功率与负载之间的关系探究点一：电源的效率1、电源效率的定义（请阅读创新设计创新拓展）2、电源效率的计算探究点二:电源的输出功率与负载的关系请阅读创新设计的创新拓展电源的三个功率以及关系电源的输出功率随外电阻变化的讨论①电源的总功率P总=IE②内耗功率：P内=I2r③输出功率：P出=P-P内=IE-I2r=IU外=I2R外当外电阻为纯电阻电路时当R外=r时,P出最大，且最大值为P出m=E24r(R外+r)2=E2+4r(R外-r)2R外P出=I2R外=E2R外由图可知:同一功率对应着两个电阻值,两个电阻值之间有何关系呢?闭合电路

7、的U-I图象UoIEU0M（I0,U0）βαbaNI0Im1）右图中a为闭合电路的U-I图象b为部分电路(外电阻)的U-I图象2）两者的交点坐标表示该电阻接入电路时的路端电压与电流.3）a的斜率的绝对值表示电源内阻的大小、b的斜率的绝对值表示接入电路中外电阻的的大小4）图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。当两个斜率相等时（即内、外电阻相等）图中矩形面积最大，即输出功率最大。环节三：同步检测例题：已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消

8、耗的最大功率。ErR2R1①2.25W；②2W；③1.5W。同步练习：例2：如图所示，直线B为电源的U-I图线，直线A为电阻的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是：A、电源的输出功率为4W；B、