1、电路中的能量转化电路中的能量转化11“(2021(2021年年)9)9月月2424日，辽宁澎辉铸业有限公司因突发限日，辽宁澎辉铸业有限公司因突发限电，导致排风系统停运，发生高炉煤气中毒事故。事故电，导致排风系统停运，发生高炉煤气中毒事故。事故中，共有中，共有2323人送至辽阳市中心医院救治。人送至辽阳市中心医院救治。”大清早停水停电，家里一滴水没有，马桶都冲不了大清早停水停电，家里一滴水没有，马桶都冲不了”“”“手机没有信号，完全上不了网手机没有信号，完全上不了网”“”“家里没电做不了饭，家里没电做不了饭，下楼发现，都是找饭的人下楼发现，都是找饭的人”问题：你能说出图中用电器的能量是如何转化的
2、吗？3电热水壶热得快思考与讨论：电热水器将电能转化为水的内能。电能是如何转化为内能的？一种能量通过怎样的途径可以转化为其他能量？4电能转化为水的内能，使水温升高.一、电功和电功率思考：电荷定向运动，电场力对电荷是否做功？若做功，做什么功？电荷的电势能如何变化？5E在导体中，电荷受电场力发生定向移动，电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，转化为其他形式的能量。电流做功即电荷受到恒定电场施加的电场力做功。电能即电荷的电势能。6E问题：电流做功即电荷受到恒定电场给予的电场力做功。恒定电场与静电场性质类似。在时间t内，通过某截面的电荷量是多少？如何求电场力对电荷做功？试推导电功表达式。7通过截面电荷量
3、q=It电场力对电荷做功W=Uq将式代入式，W=UIt8同种材料、均匀导体，导线内各点场强大小相同.所有电荷移动距离相同，初、末位置的电势差相等.UU电功电功 单位时间内电流做的功叫做电功率电功率.单位：瓦(W) 1W=1J/s=1VA千瓦(kW) 1kW=103W9W= =UIt P= =UI手机、电脑等电器长时间使用后温度升高。电流经过电阻，电阻产生热量。产生的焦耳热与哪些因素有关？如何计算？10笔记本散热器电脑主机散热孔二、焦耳定律焦耳出生于英国曼彻斯特附近的索尔福德，其父本杰明焦耳经营一家大啤酒厂.1834年其父跟随化学家道尔顿学习，激发了焦耳对科学的兴趣.11詹姆斯詹姆斯普雷斯科特普
4、雷斯科特焦耳焦耳（James Prescott Joule）1818 -1889英国实验物理学家英国实验物理学家焦耳在其自传中写道：焦耳在其自传中写道：“道尔顿道尔顿具有一种杰出的吸引学生追求真具有一种杰出的吸引学生追求真理的能力，正是由于他的教诲，理的能力，正是由于他的教诲，第一次激发了我通过独创性研究第一次激发了我通过独创性研究增加自己新知识的愿望。增加自己新知识的愿望。”1838年，焦耳在父亲支持下，在家里建造一个实验室.1843年，建造了另一个更大的实验室，焦耳通过实验取得了许多重要发现.电流热效应规律(1840,伏打电产生的热)测定热功当量值焦耳历时30多年，采用不同方法，400多次
5、实验测定热功当量值，为能量守恒定律的建立奠定坚实的实验基础121840年，焦耳向皇家学会提交“关于伏打电产生的热”的论文.文中详细描述了实验过程.所用仪器包括一个自制电流计、温度计、一个供缠绕金属导线的玻璃棒、各种金属导线和一个盛水的玻璃器皿.焦耳将金属导线盘旋绕在玻璃棒上，置于盛水玻璃器皿中.给线圈通过伏打电流，利用温度计测量水温的变化，确定热与电流、电阻的关系.13焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量(焦耳热焦耳热)跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通过时间成正比(与导体种类无关).Q= =I2Rt单位时间内产生的热量称为热功率热功率. P热热= =I2R14三、电路中的能量转化1
6、5电能转化内能ACuCl2溶液阴极 -+ 阳极 CuCl2电能转化为机械能和内能.电能转化为化学能和内能.纯电阻纯电阻电功全部转化为内能。例如热水器、灯泡等元件.电功率与热功率相等电功率与热功率相等. P= =UI= =I2R=P热热欧姆定律成立， U=IR P= =UI= =I2R= =U2/ /R16非纯电阻非纯电阻电能转化为焦耳热和其他形式能量(例如机械能(电动机)和化学能(电解池)问题：生活中哪些电器是非纯电阻？举例说明.例如：冰箱、洗衣机、空调、电风扇、电脑、手机等.17对于电动机，根据能量守恒定律P=P机机+P热热UI=P机机+I2R 思考：对非纯电阻，欧姆定律成立吗？欧姆定律不成
7、立，欧姆定律不成立，U IR。18MU I例题 一电动机的线圈内阻0.4.在电动机两端加220V电压时，电流是50A.试解决如下问题:(1)计算电流与内阻的乘积，并与电动机两端电压比较，你有何发现？(2)求电功率、热功率和机械功率.(3)若电动机突然发生故障，停止转动.电功率与热功率相等吗？热功率是多少？(4)电动机发生故障停止转动，工人师傅会立即跑去关闭电源.为什么？19课堂小结o 电功:W=UIt （电场力做功）. 电功率 P=UIo 焦耳定律：Q=I2Rt 热功率 P=I2Ro 电路中的能量转化纯电阻：电功=焦耳热非纯电阻：电功=焦耳热+其他形式能量20作业教材“练习与应用”第1题、第2题、第3题、第4题21
