1、第十二章电能 能量守恒定律500安培的电流石油开采 这章我们要研究的是电路中的能量是怎样转化的?用能量守恒定律推导出的闭合电路的规律是怎样的? 自然界存在哪些能源?能源的利用与可持续发展有着怎样的关系?12.1电路中的能量转化横县百合完全中学：韦衍虎18276143537问题导入 现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗?电能内能电能机械能电能化学能思考：功是能量转化的量度，电能其它能，是什么在做功呢？电流一、电功和电功率 水在重力作用下，从高处流向低处。水的势能减少，水轮机机械能增加。重力做功水流做功 电荷在
2、静电力作用下，从电势高向电势低移动。电势能减少，其他能量增加。静电力做功电流做功1.电流做功的实质静电力做功： 一段电阻丝两端的电压为U,通过的电流为I,则在时间t内,静电力（电流）做多少功？W=UIt电流表达式： W=qUq=I t 2.电功（适用于一切电路）单位：焦耳（ J）千瓦时，俗称“度”，符号是 kWh1 kWh = 1000W3600 s = 3.6106 J 测量方法：电能表 3.电功率意义：表示电流做功的快慢。单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）。（适用于一切电路）1kW103WtWP P=UI电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率。W=UIt例1
3、一根电阻丝在t时间内通过2C的电量时，消耗电能是8J。则该电阻丝在t时间内电流所做的功W和该电阻丝两端所加电压U分别为（ ）A.W=8JB.W=16J C.U=4VD.U=8V课堂练习AC电流所做的功等于消耗的电能，即W=8J；根据W=qU，代入数据得U=4V。电能内能电能机械能电能化学能思考：电流做功，究竟电能会转化为哪种形式的能量？当电流只通过纯电阻电路时，电流做功就会全部把电能转化为内能。光能内能内能我们把导体通电时产生热量的现象，称为电流的热效应。二、焦耳定律 电流通过电热水器，电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能。电功等于电热量（电热）： Q=WW=IUt电功：欧姆定律：
4、U=IRQ=I2 R tQ=I2 R t 电流通过导体时产生的热量Q跟电流I的二次方、跟导体的电阻R及通电时间t成正比。焦耳定律发热的快慢，热功率 ：（仅适用产生电热的电路）总热量：tWP W=QQ=I2 R tP热热=I2 R 焦耳（适用一切产生电热的电路）P=UIP=I2R（一切电流做功的功率）（专指电流发热的功率） 热功率 如果电路中有电动机或者正在充电的电池，那么电能除了转化为内能之外，还转化为机械能和化学能。现在我们以电动机为例，讨论一下电路中的能量转化。总功率纯电阻电路： 电能W 转化内能Q P电=P热UI=I2 R 三、电路中的能量转化思考与讨论 如图，当电动机接上电源后，会带动
5、风扇转动，这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?能量变化： 电能W 转化+内能Q 机械能（损失的能量）P电=P机+P损功率变化：P损=P热P电=P机+P热纯电阻电路：电能W 转化内能Q P电=P热UI=I2 R 非纯电阻电路：电能W 转化+内能Q 机械能P电=P机+P热P电电=UIP热热=I2R小结课本例题： 一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？解：热功： P热热=I2R总电功： P电=UIP机机=P电电-P热热=UI-I2R方法提示：2.把总电功和热功区分开来1.应用能量转化P电=P机+P热代入数据即
6、可非纯电阻电路：电能W 转化+内能Q 机械能例2：电饭锅工作时有两种状态一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。图是电饭锅的电路图R1是电阻，R2是加热用的电阻丝。（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态?说明理由。（2）要使电饭锅在保温状态下的功率是加热状态的一率，R1：R2，应该是多少?SR1R2220V解：（1）S接通时，R1被短路，电路中的电阻小，电流大，RURUUUIP2课堂练习电阻丝R2的功率大，所以电饭锅处于加热状态。S断开时，电流电阻变大，R2上的电压减小，电功率变小，电饭锅处于保温状态。（2）电饭锅加热时，R2的功率22RUP 保温时，R2
7、的功率2221222RURRRRUP)(根据题意2PP 解得R1:R2=（ -1）：12RAURCRBRD例3:个定值电阻连成如图所示的电路。 RA、Rc的规格为10V 4W”，RB、RD的规格为10V 2W”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻，并说明理由。课堂练习解: 电阻25410PURR22CA50210PURR22DBA、D串联，根据P=I2R，所以PAPD；B、C并联，根据RUP2，所以PBIC，根据P=I2R，所以PAPC；所以PDPAPCPC课堂小结2.电功率：描述做功的快慢3.焦耳定律：总热量Q=I2 R t（适用于产生电热的电路）1.电功：W=UIt（适用于一切电路）4.热功率：P热热=I2 R （仅适用产生电热的电路）5.电路中的能量转化：P电=P机+P热tWP P=UI
