1、第 1 页 共 5 页 课课 时时 教教 案案 第第 1 12 2 单元单元 第第 1 1 案案 总第总第 2 24 4 案案 课题课题： 12. 1 电路中的能量转化 【教学目标与核心素养教学目标与核心素养】 1理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，能进行有关计算 2知道电功率与热功率的区别和联系 3理解纯电阻、非纯电阻电路 【教学重点教学重点】 1电功、电功率、焦耳定律、热功率 2非纯电阻电路中的能量转化 【教学难点教学难点】 1非纯电阻电路中的能量转化 【教学过程教学过程】 引入：初中我们学过，用电器通电时，电能可以转化为其它形式的能， （学生举例） ，原因是电流做了 功。由功是能量
2、转化的量度可知，电流做功的过程即是电能转化为其它形式能的过程，电流做了多少功， 就有多少电能转化为其它形式的能，什么是电流做功，电能是怎样转化的，本节课我们就来学习这方面的 内容。 一、电功和电功率一、电功和电功率 1.电功：电功： 定义：定义：电流做功，简称电功。 电流做功的实质：是导体中的恒定电场对导体中自由电荷的静电力做功。电荷的电势能减少，其它形 式的能增加。 即：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 公式：公式：移动的电荷qIt UWq 联立以上两式得：WUIt （这是计算电功普遍适用 的公式） 上式表示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
3、、通电时间 t 三 者的乘积。 单位：单位： J （kWh：1 kWh=1000 W3600 s=3.6106 J） 2.电功率：电功率： 定义：定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率（electric power） ，数值上等于单位 第 2 页 共 5 页 时间内电流所做的功 表达式： W PUI t （这是计算电功率普遍适用 的公式） 公式表示：电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。 单位：单位：W kW 物理意义：物理意义：描述电路中电流做功快慢的物理量。 二、二、焦耳定律（电热） ：焦耳定律（电热） ： 电流做功消耗的是电能，电
4、能转化为哪些形式的能，由电路中元件决定。若电路中只有电热元件（纯 电阻） ，如电炉、白炽灯，电能全部转化为导体的内能。 即：WQUIt U R I 联立以上两式得： 2 QI Rt，此表达式称为焦耳定律 1内容内容：电流流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单位：单位：J （焦耳定律是电流热效应的实验定律，是计算电热的普遍适用 的公式） 纯电阻电路中，还可以写成： 2 U QUItt R ；非纯电阻电路中，如含有电动机，电解槽等元件的电 路， “U”不再是导体两端电压，计算时只能用 2 QI Rt 3热功率：热功率： 定定义义：电流发热的功率。数值上等于单位
5、时间内的发热量 公式：公式： 2 Q PI R t （这是计算热功率普遍适用 的公式） 单位：单位：W kW 三、电路中的能量转化三、电路中的能量转化 焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况， 但是实际中有些电路除含有电阻外还含有其他 负载。 1纯电阻电路和纯电阻电路和 在纯电阻电路中，如由白炽灯、电炉丝等元件构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，电功率 等于热功率。 只有在纯电阻电路中，欧姆定律 I= R U 才成立。 第 3 页 共 5 页 即有：W=Q = IU t = I2Rt = R U 2 t P= IU = I2R = R U 2 2非纯电阻电路非纯电阻电路 在非纯电阻
6、电路中，如由电动机、电解槽等元件构成的电路，电流做功将电能转化为内能内能和其他形式其他形式 的能。电功大于电热。 如：含有电动机电路中： 电能损失的能量（转化为内能）和机械能 即：P =P +P 电损机 电动机两端的电压为 U，通过其中的电流为 I 电功用公式 WUIt 电功率用公式PUI 电 热功率 PI R 2 热 PP 热热 含有电解槽电路中： 电能内能和化学能 对于正在充电的电池，电能除了转化为化学能之 外，还有一部分转化为内能。 电功与电热间的数量关系：W Q 完成教材 P82例题，教师点评完善步骤的书写过程。 例例 1关于三个公式 P= IU，P= I2R，P = R U 2 的适
7、用范围，以下说法正确的是（ BC ） A.第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率 B.在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率 C.在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没 有意义 D.由 U=IR 可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求 P 既是电功率，也是热功 率 例例 2一个电动机，线圈电阻 r=0.4，当它两端所加的电压为 U=220V 时，通过的电流 I=5A，试求： 电动机消耗的电功率 P电 ( 1100W) 电动机的发热功率 P热（电流流过电动机线圈时有内能产生）( 1.0W) 第 4
8、 页 共 5 页 转化为机械能的功率 P机 ( 1090W) 电动机的输入功率 ( 1100W ) 电动机的输出功率( 1090W ) 电动机的效率 ( 99% ) 练练 1有一白炽灯泡，标有“220V，40W”，求该灯泡的额定电流 I额= 2/11 A，正常工作时的电阻 R= 1210 练练 2如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻 r=0.6，R=10，U=160 V， 电压表的读数为 110 V，求： 通过电动机的电流是多少？( 5A ) 输入到电动机的电功率是多少？( 550W ) 在电动机中发热的功率是多少？( 15W ) 电动机工作 1 h 所产生的热量是多少？( 5400J ) 第 5 页 共 5 页 小结： 作业：
