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《高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律44电路中的能量转化与守恒学案沪科版选修》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、4.4电路中的能量转化与守恒』课前•预习导学KEQIANYUXIDAOXUE学习目标重点难点1.掌握电功的概念，记住电功和电功率的公式。2.能够正确区别电功率和热功率。3.会应用功率分配关系分析、解决有关问题。重点：电功、电功率和热功率的概念的理解及有关计算。难点：电路中的能量转化关系，电功和电热的区别与联系。磁❽导引：：：：：：：：：：：：：：：：：1.电功与电热的关系分析(1)电功：电路中自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流，这时电场力对口由电荷做了功，这就是电功。公式表示为：1¥=理=陛,表示电流在一段电路屮所做的功等于这段电路两端的电压U、电
2、流/、通电时间Z三者的乘积。单位：焦耳(J)。⑵电功率：电流在单位吋间内做的功,公式表示为：P=W/_t=UI,表示电流在一段电路上做功的功率等于电流/与这段电路两端的电压〃的乘积。单位：瓦特(W)°(3)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这就是焦耳定律。公式：0=加,在纯电阻电路中还可写成：Q=-t.(4)热功率：单位吋间内电流通过迤发热的功率通常叫做热功率，其表达式为P=*FR。预习交流1电热丝等纯电阻电路能将电能全部转化为内能，电动机、电解槽等非纯电阻性用电器，为什么不能将电能全部转化为机械能
3、、化学能等其他形式的能？答案：电动机、电解槽等非纯电阻用电器，其目的是将电能转化为机械能、化学能等其他形式的能，但由于电动机、电解槽等非纯电阻用电器总存在电阻，电流通过总要发热而消耗电能，故非纯电阻电路不可能将电能全部转化为其他能，除非用超导体制成的非纯电阻用电器可以做到。2•闭合电路中的能量转化和守恒把闭合电路欧姆定律E=U+Uk两边同乘以电流/得：TE=TU+IU^.电源的总功率：Pa=IE。电源的输出功率：Py=电源内的热功率：尸内=〃内=Ao电源的效率:ioo%=-
4、xioo%0E在闭合电路中，电源的总功率飪输出功率与内部发热功率之和。预习交流
5、2有人认为，闭合电路上的功率关系式可直接写成EI=U^I+U^I=fR+tr,你认为对不对？为什么？答案：不对。只有外电路是纯电阻电路时，才可以写成此表达式。KETANGHEZUOTANJIU观越导学:::::::::::::::::一、电功与电热的关系■活动与探究❶（1）电荷在电场力的作用下定向移动，该过程中电场力对电荷做功，这就是电功。电功如何计算？电功率与哪些因素有关？（2）电流通过电阻会使电阻发热，电能会转化为内能；电流通过电动机会使电动机转动,电能会转化为机械能；当然电能也会转化为化学能等其他形式的能……电功、电热以及转化成的其他形式的能如何
6、计算？它们之间有什么关系？答案：（1）电功和电功率的普遍表达式是W=UIt.P=UL（2）电功是电能转化为其他形式的能的量度，即电功表示的是电流通过导体时转化为其他形式的能的电能。电热表示的是电流通过导体时转化为内能的电能。也就是说电热是电能转化为内能的量度，电功率或热功率则是描述能量转化快慢的物理量。可见电功（电功率）和电热（热功率）是两个不同的物理量，不能混淆。因此，计算电功（电功率）时用公式W=UIt{P=UD进行计算，计算电热（热功率）时用公式Q=『Rt（P=进行计算，也不能混淆。从能量转化的角度看，电功（电功率）与电热（热功率）间的数量关系是
7、uitMFRtlu&Fn,具体地说：①在纯电阻电路里，如由白炽灯、电炉丝等构成的纯电阻电路，电流做的功将电能全部转化为内能，可采用公式於="。即UTt=fRt=^t=Pt中的任何一种形式进行计算电功（电热）,而电功率UI=1'r=g°②在非纯电阻电路里，如含有电动机、电解槽等的电路里，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有即UTt>fRt,显然0>彷，因此在这种情况下，电功於只能用公式伊=刃7进行计算，电热0只能用公式Q=fRt进行计算。电功率只能用宀刃计算，热功率只能用仏=你计算。@迁移⑨应用1电动玩具汽车的直流电动机电阻一定
8、，当加上0.3V电压吋，通过的电流为0.3A,此时电动机没有转动。当加上3V电压时，电流为1A,这时候电动机正常工作。求电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率。答案：2W1W解析：当加上0.3V电压时电动机不转动，它消耗的电能全部用来发热，此时的电动机可以看做是纯电阻，可以用欧姆定律计算它的电阻，R=UJI=Q。当加上3V电压时，电流为1A,显然不符合欧姆定律，消耗的电能一部分发热，一部分转化为了机械能，此时电路为非纯电阻电路。消耗的电功率为宀=1X3W=3W发热功率"热=尸/=12乂1W=1W根据能量关系，产生的机械功率为戶机=P—P感=3W
9、-lW=2Wo闕师点津（1）纯电阻电路能将电能全部转化为内能，非纯电阻电路将大部分电能转化为其
