2020春新教材高中物理第12章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化教案新人教版必修第三册.doc

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1、第1节　电路中的能量转化核心素养物理观念科学思维科学探究1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。2.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别。1.弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系，并能进行有关的计算。2.了解公式Q＝I2Rt(P＝I2R)、Q＝(P＝)的适用条件。3.通过有关实例，让学生理解非纯电阻电路中的能量转化关系。1.探究电功与电流、电压、时间的关系。2.探究电功、电热与其他形式的能在非纯电阻电路中转化的关系。知识点一　电功和电功率[观图助学]电吹风工作时，将电能转化为什么能？电风扇工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将

2、电能转化为什么能？1.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U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。(2)公式：W＝IUt(3)单位：焦耳，符号为J。常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝3.6×106J。2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。(2)公式：P＝＝UI。(3)单位：瓦特，符号为W。(4)意义：表示电流做功的快慢。[思考判断](1)电流做功的过程中，电能转化为其他形式的能。(√)(2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功。(√)17(3)电流通过用电器时，电流做的功越多

3、，说明用电器的电功率越大。(×)(4)电功率越大，电流做功一定越快。(√)知识点二　焦耳定律[观图助学]用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原因？1.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。2.热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率。(2)表达式：P＝I2R。(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。[思考判断](1)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热。(√)(2)根据电功的公

4、式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的。(×)(3)Q＝I2Rt适用于任何电路求热量。(√)知识点三　电路中的能量转化[观图助学]标有“220V　40W”的白炽灯泡和“220V　40W”的电动机，把它们并联后接到220V的照明电路中，二者都能正常工作，它们在相同的时间内产生的电热相同吗？1.两种电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。17(2)含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。2.电动机的

5、功率和效率(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。(4)电动机的效率：η＝×100%＝×100%。[思考判断](1)电动机是非纯电阻用电器，所以在任何情况下，都不能将电能全部转化为内能。(×)(2)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热。(√)电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电功的大小量度了电能的变化量，标志着电能转化为其他形式能的多少。电流做功一方面与实

6、际功率有关，另一方面还与通电时间有关，只有实际功率与时间乘积越大时，电流做功才越多，因此用电器额定功率越大接在电路中电流做的功不一定越多。电烤箱是焦耳定律的一个实际应用。电烤箱可以把电能转化为内能，并且时间越长，产生的热量越多，所以不小心的话面包就会被烤糊。含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。两种电路的功、热关系纯电阻电路非纯电阻电路电流、电压和电阻三者间的关系遵循欧姆定律，I＝不遵循欧姆定律，I＜17能量转化规律电流做功将电能全部转化为内能，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t电流做功将电能转化为内能和其他形式的能，电功W＝UIt，而电热Q

7、＝I2Rt，即W＝Q＋W其他＞Q功率关系电功率等于热功率，即P电＝P热＝UI＝I2R＝电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电＝P热＋P其他元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽、电风扇等核心要点　对电功、电功率的理解[观察探究](1)如图所示，电路中电流为I，通电时间为t，那么在这段时间内通过这段电路任一截面的电荷量是多少？如果这段电路两端的电势差是U，静电力做的功是多少？(2)电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？答案　(1)It　IUt(2)不相同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。

8、电流做功的快慢用电功率表示，电流做功的多少用电功表示。电流做功的多少与做功的时间和做功的快慢有关。[探究归纳]1.对电功的理解(1)从力的角度看，电流