4.4电路中的能量转化与守恒
【精选课件】沪科版高中物理4.4电路中的能量转化与守恒沪科版选修3-1课件.ppt
电2流．强决度定电流作用做时功间多少的因素：与电路两端 U的It电压、 __________ 、 ______焦__耳__有伏关特．用 安培公式表秒 达为W＝ ____，式中四个量的国际单位 分别为____ 、 ____、 _____ 、 __．
联接到电路中，如图4－4－2
所示．已知电阻R跟电动机线
圈电阻相等，开关接通后，电
动机正常工作，设电阻R和电
动机两端的电压分别为U1和U2； 经过时间t，电流通过电阻R做
功W1，产生的电热为Q1；电流 通过电动机M做功W2，产生的 电热为Q2，则有
()
图4-4-2
A．U1<U2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，Q1＝Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 D．W1<W2，Q1＝Q2
答案：4.4 Ω
电源的功率和效率
(1)各部分功率关系分析 由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r 其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率， I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率． (2)电源输出功率特点
P 出＝UI＝I2R＝r＋E2R2R＝R－Er22R＋4Rr＝R－R Er22＋4r，由 此式可看出，当 R＝r 时，P 出有最大值，即 Pm＝4ER2＝E4r2.
答案：(1)0.9 A 0.045 W
(2)2.7 W 1.8 W 图(b)
【例2】 有一台标有“220 V 66 W”的电 风扇，线圈的电阻为20 Ω，求接上220 V电压 后，电风扇消耗的功率转化为机械能的功率 和发热功率；如果接上电源后，扇叶被卡住， 不能转动，求电动机消耗的功率和发热功 率．
沪科版选修31 4.4电路中的能量转化与守恒 教案
4.4电路中的能量转化与守恒一、教学目标（一）知识与技能1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
（二）过程与方法通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
（三）情感态度与价值观通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。
三、重点与难点：重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
四、教学过程：（一）复习上课时内容要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。
提出问题，引入新课1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。
电能→内能，如电热器。
电能→化学能，如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
（二）新课讲解-----第五节、焦耳定律1．电功和电功率（1）．电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。
用W表示。
实质：是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。
表达式：W = Iut ①【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。
单位：焦耳（J）。
1J=1V·A·s（2）电功率①定义：单位时间内电流所做的功②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）②上式表明：电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
4.4电路中的能量转化与转移
教学目标: 1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算.2.掌握焦耳定律，弄清电功与电热、电功率与热功率的区别和联系.教学重点难点: 知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别，能用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题教学过程:一自主学习(一)电功和电功率1．电功：(1)定义： 移动电荷所做的功，简称电功．(2)公式：W ＝ ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 与电路中的电流I 和通电时间t 三者的 ．(3)国际单位制中的单位是：焦耳，符号是J.2．电功率：(1)电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功．(2)公式：P ＝W t＝UI ，此式表明一段电路上的电功率P 等于这段电路两端的电压U 和电路中电流I 的(3)国际单位制中的单位是：瓦特，符号是W,1 W ＝1 J/s.(二)焦耳定律 热功率1．焦耳定律：(1)内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的 成正比，跟电阻值成正比，跟 成正比．(2)公式：Q ＝ .(3)焦耳热： 通过电阻而产生的热量称为焦耳热．2．热功率：(1)电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值，叫做热功率．(2)公式：P 热＝Q t＝ (三)电路中的能量转化1．在纯电阻元件中，电流使电阻发热，电能全部转化为内能，电功率等于热功率，即P 电＝P 热．2．在电动机、电解槽等用电器中，电能要分别转化为机械能、化学能等，还有一部分转化为电阻的内能，这时P 电＝P 热＋P 其他．3．式子IE ＝IU ＋I 2r 的物理意义是：电源把 转化为电能的功率IE ，等于电源输出功率IU 与电源内电路的热功率I 2r 之和.二．合作探究(一)电功和电功率在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几挡，像电吹风可以吹暖风和热风．它们都是通过电流做功把电能转化为热能的．1．电流做功的实质是什么？2．设加在一段电路两端的电压为U ，通过电路的电流为I ，试推导t 时间内电流做功的表达式及电功率的表达式．[要点提炼]1．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少量．2．电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功．3．电功率P ＝W t＝IU ，表示电流做功的快慢． (二)焦耳定律和热功率1．某同学家中有一只电炉，电阻为50 Ω，试计算该电炉接到220 V 电源上在100秒的时间内消耗的电能和产生的热量．2．某同学家中有一电风扇，电阻为80 Ω，当加上220 V 的电压时电流为0.25 A ，试计算该风扇工作100 秒时间消耗的电能和产生的热量．3．通过上面的计算比较消耗的电能和产生的热量之间的关系．[要点提炼]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．W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t ；P ＝P 热＝UI ＝I 2R ＝U 2R. 2．非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路．W ＝UIt ＝Q ＋E 其他>Q ＝I 2Rt ；P ＝UI ＝P 热＋P 其他>P 热＝I 2R .(三)闭合电路中的功率根据闭合电路的欧姆定律，推导闭合电路中能量的转化关系，并解释各项的物理意义．[要点提炼]1．闭合电路中的能量转化关系：EI ＝U 内I ＋U 外I ，对于纯电阻电路该式可写为EI ＝I 2r ＋I 2R .电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的能力．2．电源的效率η＝UI EI ×100%＝U E×100%. 三．自我检测例1 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2Rt 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2RD ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路例2 额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )例3 如图1所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝3.0 V ，求：(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率和效率．四.巩固练习1．(功率P ＝UI ，P ＝I 2R ，P ＝U 2R 的区别)关于三个公式P ＝UI ，P ＝I 2R ，P ＝U 2R 的适用范围，以下说法正确的是( )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2. (非纯电阻电路)如图2所示，直流电动机线圈的电阻为R ，电源内阻为r .当该电动机正常工作时，路端电压为U ，通过电动机的电流为I ，则( )A ．电动机内部的发热功率为I 2RB ．电动机的机械功率为IUC ．电源的电动势为I (R ＋r )D ．电源的输出功率为IU ＋I 2R3.如图1所示的电路中，L 1、L 2是两个不同的小灯泡，a 、b 间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是( )A ．L 1亮度不变，L 2变暗B ．L 1变暗，L 2变亮C ．电路消耗的总功率变小D ．流过滑动变阻器的电流变小4．三只电阻R 1、R 2和R 3按如图2所示电路连接，在电路的A 、B 端加上恒定电压后，电阻R 1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为( )A．R1>R2>R3B．R2>R1>R3C．R3>R2>R1D．R1>R3>R25．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为()A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶46．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是()A．电风扇最多B．电烙铁最多C．日光灯最多D．一样多7.如图4所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V12 W”字样，电动机线圈的电阻R M＝0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A．电动机的输入功率为24 WB．电动机的输出功率为12 WC．电动机的热功率为2.0 WD．整个电路消耗的电功率为22 W8．一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W．问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？五．作业：课本 2六．反思小结： 1.我的问题2.我的收获。
4.4电路中能量转化和守恒
1.8 W
97.3%
2 420 W
课堂小结
一、电功、电功率、电热、热功率
你学会了吗？
二、闭合电路中的能量转化关系: 电源提供的电能 = 外电路消耗的电能 + 电源内阻消耗的电能 在纯电阻电路中，当R=r时，电源的输出功率最大Pmax=E2/4r。
此时，电源的效率为50%.
W = Q + 其他能量
误区 2：电功的计算公式有以下几种形式
2
U2 qU＝UIt，(2)W＝I Rt，(3)W＝ R · t，误认为它 1、电功：（1）W=UIt 2 U 条件一样，对任何电路都I2R (3)P R
=
3、电热：Q=I2Rt 4、热功率：P热=I2R
欢迎走进物理课堂
为什么电视机、电扇通电时间长了会发热？
想一想
1、电视机为什么发热？风扇为什么 会转动？这些能量是从哪来的？ 2、电源为什么没电了？电池储存的 电能到哪去了？消失了吗？
？？？
3、用电器获得的能量和电源“消失” 的电能有关系吗？
电路中的能量转化与守恒
学习目标
1、理解电功、电功率、电热、热功
D．电功反映电流做功的快慢。
3 、电功率的计算公式 P ＝ U2/R 中， U 是加在 用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式 可用于( C ) A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率 C．计算电熨斗的功率 D．计算洗衣机的功率
拓展提高：一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220
V电压后，正常工作。此时，电风扇消耗功率为66 W， 问：(1)电风扇正常工作时，通过电动机的电流是多
率的概念，并能进行有关的计算． 2、知道电功和电热、电功率和热功 率的区别和联系. 3、理解能量转化和守恒定律在电路 中的具体应用。
【教育资料】20182018学年沪科版选修31 4.4电路中的能量转化与守恒 教案学习专用
4.4电路中的能量转化与守恒一、教学目标（一）知识与技能1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
了解实际功率和额定功率。
2．了解电功和电热的关系。
了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。
3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
（二）过程与方法通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
（三）情感态度与价值观通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。
三、重点与难点：重点：区别并掌握电功和电热的计算。
难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
四、教学过程：（一）复习上课时内容要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。
提出问题，引入新课1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。
电能→内能，如电热器。
电能→化学能，如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
（二）新课讲解-----第五节、焦耳定律1．电功和电功率（1）．电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。
用W表示。
实质：是能量守恒定律在电路中的体现。
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。
表达式：W = Iut ①【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。
单位：焦耳（J）。
1J=1V·A·s（2）电功率①定义：单位时间内电流所做的功②表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）②上式表明：电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。
4.4电路中的能量转化与守恒
(6) Pr ' =I 2r ' 20W
(7) Pr =I 2r 10W
(8)P总 EI 22310W 2230W
三、电源输出功率的讨论
1、输出功率讨论
2 EI I r P 出 =UI
P总 P r
若外电路是纯电阻，则有：
2 E E 2 2 ) R ( R r )2 P 出=UI =I R ( P出与R的关系如图所示。 Rr 4r 2 R E 由此可得 (1)当R=r ,电源的输出功率最大为Pm 4r
Pm 4r 4 4 W= 2.25W
(2)当 R2 0时通过R1的电流最大，R1消耗的功率最大
(3)可变电阻R2，当 R2 (R1 r ) 6时
E 2 6 2 P1m ( ) R1 ( ) 2W 2.0W R1 r 2+4
E2 62 功率最大 P2m W= 1.5W 4( R1 r ) 46
例7 直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I 变化的图线,抛物线OBC为同一 P/W C 直流电源内部热功率Pr随电流 9 A I 变化的图线,若A、B对应的 B 横坐标为2A,那么线段AB表示 的功率为 2 W, I=2A O 2 3 I/A 1 0.5 对应的外电阻是 Ω. 2 代入 P I 由图像可得：I短 =3A Prm 9W rm 短r得： r 1；
由 P源m EI短 得：E 3V
I 2 A 时输出功率：P PAB EI I 2r 2W P R 2 0.5 I
四、含非纯电阻电路 8．一直流电源给蓄电池充电如图所示，若蓄电池内 阻r，电压表读数U，电流表的读数为I，则输入蓄电 池的电功率为 UI ，蓄电池的发热功率为 I2r ，电能 2r ,UI-I 转化为化学能的功率为 ．
4.4电路中的能量转化与转移
电源提 供电能
外电路消耗 的能量
内电路消耗 的电能
电源的工作效率
P出 100% U外 100%
P总
E
对纯电阻电路，电源的效率为：
I2
I2R (R
r
)
100%
R (R
r)
100%
1
1
r
100%
R
结论：电源的效率随外电阻的增大而增大
电源最大输出功率
P IU I 2R
2. 电功率
（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。
P W IU t
（2）意义：电功率表示电流做功的快慢。 （3）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有毫
瓦（mW），千瓦（kW）。 1 kW＝103 W
二、焦耳定律
1. 内容： 电流通过导体时产生的热量 Q 等于电流 I 的二次 方、导体的电阻 R 和通电时间 t 三者的乘积，即：
练习1. 一个电动机，线圈电阻是 0.4 ，当它两端所加 的电压为 220 V时，通过的电流是 5 A。这台电动机每分 钟所做的机械功有多少?
答案：6.5×104 J
练习2. 对计算任何用电器的电功率都适用的公
式是（ CD ）
A. P = I2R C. P =UI
B. P = U2/R D. P = W/ t
发生定向移动，形成电流I 。 在时间t 内通过这段电路上任一横截面的电荷量q 为：
q=It
在这个过程中电场力做的功为：
W=qU 将q 代入得：W=UIt
1. 电功
（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所 做的功，简称电功。
（2）定义式： W IUt
4.4电路中的能量转化与守恒
电功与电热关系的分析
电功和电功率的普遍表达式：
1、电功
（1）定义：电流做的功简称电功。导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。
W=Uq q=It
电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。
思考与讨论：焦耳定律的微观解释是什么？
提示：电流通过导体时，做定向移动的自由电子要频繁的跟金属正离子碰撞，由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高。
闭合电路中的能量转化与守恒
根据闭合电路欧姆定律，E=U内+U，两边都乘以I，可变为EI=U内I+UI
电功与电热
1、焦耳定律：
（1）定义：电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成反比，跟通电时间成正比。
（2）表达式是：Q=I2Rt
（3）使用范围：可求任何电路中电流通过电阻时产生的热量。实质：电流的热效应实质是电能通过电流转化为内能。
2、热功率：
（1）定义：单位时间内电流通过导体发热的功率。
电源的总功率：
P总=EI
电源的输出功率：
P出=UI
电源的效率：
思考与讨论：输出功率随外电阻的变化？
电源的最大输出功率
在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R的关系是：
由此式可最大输出功率为 .电源的输出功率P出与外电阻R的关系可以用P出—R图象表示，如图1所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有不同的外电阻R1和R2，且R1R2=r2（请同学们自己证明）.由图象还可以看出，当R<r时，若R增大，则P出增大；当R>r时，若R增大，则P出减小.
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W内
2.明确电源的几个功率 电源的总功率： 电源的输出功率： 这三者之间是什么关系？
P出 =
； 电源的热功率： ； 电源的效率： ； 。
W外 t
=
qU =UI t
3．电源的最大输出功率 设外电路总电阻为 R，内阻为 r，电源电动势为 E，试推导电源最大输出功率及其产 二、 各小组长督促 完成， 并收集本组 存在的问题 生的条件． 思考题：① 当 R＞r 或 R＜r 时，P 出怎么变化，对一个相同的 P 出会不会有两个外 电阻 R 都满足，如果存在这样一对 R，它们应满足什么关系 ② 画出 P 转、P 内、P 出随电流 I 的变化图像，通过图像证明 R=r 时，P 出最大。
思考：非纯电阻电路中，电流做功也不再只转化为内能，而是根据具体情况转化为 其它各种形式的能．如：小电机提升重物和电解槽电解 ZnSO4 溶液的例子，电能分别转 化成何种能量？
探究 2 如图 3-4-4 所示的电路中，电源电动势 E=6V，内电阻 r=1Ω ，M 为一小电动机，其内部线圈的 导线电阻 RM=2Ω ． R 为一只保护电阻，R=3Ω ．电动 机正常运转时，电压表的示数为 0.3V，求电动机得到的 电功率和它转动的机械功率（请学生回答解此题的关键 点是什么？如何突破？）
学 学
一、预习自学，探究问题
习 案
过
程 导 案
P 总= W = qE
t t
一、 抽查提问课前 预习情况。
= EI
内电路消耗功率：指内阻上的电热功率．设内阻为 r，则
1.能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律．在电路中能量是怎么转化的？
qU , = =IU′=I2r P 内= t t
电源输出功率：指电源对外电路做功的功率
总结点评：整个电路中的能量循环转化，电源产生多少电能，电路就消耗多少，收 支平衡． 2.对于一个闭合电路，它的能量应该是守恒的，但又在不 同形式间转化，通过什么式完成呢？（请结合电动势和电压的定义回答）
班 级
姓 名W 非=W Fra bibliotek+W 外 或 q E=qU′+qU
2.电路中各功率及其关系 电源总功率：指非静电力做功，把其它形式的能转化为电能的功率．
六、课堂评价，布置学案
1、完成同步导练本节相应内容 2、预习下节导学案第一部分“预习导学”内容
绿 野 高 中 导 学 案
科 目 物理 课 题
4.4 电路中能量转化与守恒 （2） 课 时
三、合作探究，解决问题
1.电路中的功与能
1 课时
1.能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律． 在电路 中能量是怎么转化的？请参照图 3-4-1 所示电路回答并举例．
7． 如图 3-4-10 所示直流电路中， 电源电动势
=6.0V， 内阻 r=1.0Ω ， 定值电阻 R1= 2.0
四、总结反刍 ，知识梳理
1、会计算电功与电热 2、知道电功、电热的区别与联系
Ω ，R2=5.0Ω ，滑动变阻器 R3 的总阻值为 15Ω ，求：
五、随堂检测，落实考点
1．在下列用电器中，属于纯电阻用电器的是（ ） A．电扇和电吹风 B．白炽灯、电热毯和电炒锅 C．洗衣机和电冰箱 D．电解槽 2．电功率的计算公式 P=U2/R，U 是加在用电器上的电压，R 是用电器的电阻，此式适 用于（ ） A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率 C．计算电烙铁的功率 D．计算一切用电器的功率 3．在下列所给的电功率公式中，适用于计算任意类型用电器的电功率的是（ ） A．P=I2R B．P=U2/R C．P=UI D．P=W/t 4．电动机的电枢阻值为 R，电动机正常工作时，两端的电压为 U，通过的电流为 I，工 作时间为 t，则下列说法正确的是 ( ) A．电动机消耗的电能为 UIt B．电动机消耗的电能为 I2Rt C．电动机线圈产生的热量为 I2Rt D．电动机线圈产生的热量为 U2t/R 5．两个电阻分别标有“1A 4W”和“2A 1W” ，则它们的电阻之比为（ ） A．2：1 B．16：1 C．4：1 D．1：16 （1）调节 R3 过程中电流表示数的最小值． （2）当电流表的示数最小时，滑动变阻器 R3 消耗的电功率是 多少？
A．R 的阻值为 0 时，R0 消耗的电功率最大
五、随堂检测，落实考点
1 如图 4-2-4 所示 U—I 图线上 a、b、c 各点均表示该电路中 有一个确定的工作状态， b 点α =β ，则下列说法中正确的是 （ ） A．在 b 点时电源有最大输出功率 B．在 b 点时电源的总功率最大 C．从 a→b 时β 角越大，电源的总功率和输出功率都将增 大 D．从 b → c 时β 角越大，电源的总功率和输出功率都将减小
班 级
姓 名 二、完成学案，提出问题 我的疑问：______________________________________________ _______________________________________________________ 。 三、合作探究，解决问题
电功与电热 如图 3-4-2 所示，用电器两端电压 U，电流 I． 回答： （1）时间 t 内，电流对用电器做功 （2）该用电器的电功率 （3）若用电器电阻为 R，时间 t 内该用电器产生的热量 （4）该用电器的热功率 三、 各小组合作探 究，完成相关问 题。 二、 各小组长督促 完成， 并收集本组 存在的问题
三、 各小组合作探 究，完成相关问 题。
李建利 设 计 李选涛 修 订 冯亚民 教 学 目 标 重点 难点
1.知识与技能：掌握电功、电功率、电热和热功率的概念及计算；掌握焦耳定律及 计算；知道电流的热效应，能区分电功和电热；明确闭合电路中的能量转化和守恒 定律 2.过程与方法：学会用能量守恒与转化的观点及方法解决电路问题。 3.情感态度与价值观：体会闭合电路欧姆定律的丰富内涵和应用价值；学习焦耳的科 学研究精神。 理解电功、电热；电功率和热功率的区别和联系，电源的功率和效率。 电源的输出功率和外电路电阻的变化关系。
R 当总电路为纯电阻电路且总电阻为 R 时：η = Rr
可见，R 越大，电源效率较高，而 P 出最大时，η = 意区分电源输出功率与效率这两个概念．
r =50％，并不大．所以要注 2r
[ ]
四、总结反刍 ，知识梳理 1.理解闭合电路中的能量是如何转化的 2.会计算电源的功率和输出功率知道影响电源输出功率和效率 的因素。
学 学
一、预习自学，探究问题
一、电功
习 案
过
程 导 案
（5）电功与电热是否相等？它们的大小关系如何？为什么？
一、 抽查提问课前 预习情况。 探究 1 如图 3-4-3 所示， A、 B 两灯 泡额定电压都为 110V，额定功率 PA=100W， PB=40W， 接在 220V 电路上． 欲 使灯泡正常发光，且电路中消耗的功率 最少，用以下哪种接法？ （ ）
，内阻为 r，外电路中，电阻
R1=r，滑动变阻器的全部电阻为 R2=2r，滑动片从 a 端向 b 端滑动过程中，哪种说法正 确？ [ ]
四、学生总结，组 间讨论， 师生修正
A．电源的转化功率逐渐增大 B．电源内部的热功率逐渐增大
6．如图 3-4-6 所示，两只相同的白炽灯 L1 与 L2 串联后接在电压恒定的电路中，若 L2 四、学生总结，组 的灯丝断了，经搭丝后与 L2 串联，重新接在原电路中，则此时 L1 的亮度与未断时相比， 间讨论， 师生修正 有 [ ]
A．不变 C．变暗
B．变亮 D．条件不足，无法确定
五、各自独立完 成，教师提问，并 点拨解答中存在 的问题。
二、完成学案，提出问题
请你将学习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师 和同学探讨解决。 我的问题:_____________________________________
4．电源的效率 η=
C．电源的输出功率逐渐减小
P出 100% P总
P出 IU U = = P总 IE E
D．R2 上得到的功率逐渐减小 3．如图 3-4-7 所示，电源电动势 E=5V，内阻 r=10Ω ，R0 =90Ω ，R 为滑动变阻器，最大阻值为 400Ω ，以下说法正确的是 五、各自独立完 成，教师提问，并 点拨解答中存在 的问题。
绿 野 高 中 导 学 案
科 目 物理 课 题
4.4 电路中能量转化与守恒 （1） 课 时
1 课时
3.热功率： 四、电功和电热的比较 2 对于任何电路而言：电流做功 W=UIt，电流产生的热 Q=I Rt. 2 1.在纯电阻电路中，由于 U=IR,因此，UIt= I Rt,即电流做的功全部转化为电热。 2.在非纯电阻电路中（含电动机，电解槽的电路） ，电流做的功只有很少一部分转化为电 2 热，绝大部分转化为其他形式的能。因此，W>Q,即 UIt>I Rt，根据能的转化和守恒定律 知：在非纯电阻电路中满足 UIt= I Rt + E(其他)。即电功 W=Q+E
2
李建利 设 计 教 学 目 标 重点 难点 李选涛 修 订 贺慧鸽
1. 知 识 与 技 能 ： 掌 握 电 功 、 电 功 率 的 概 念 及 计 算 ； 掌 握 焦 耳 定 律 及 计 算 ； 知道电流的热效应，能区分电功和电热；明确闭合电路中的能量转化和守恒定律 2. 过程与方法：学会用能量守恒与转化的观点及方法解决电路问题。 3. 情感态度与价值观：体会闭合电路欧姆定律的丰富内涵和应用价值；学习焦耳的 科学研究精神。 理解电功、电热；电功率和热功率的区别和联系，电源的功率和效率。 电源的输出功率和外电路电阻的变化关系。
B．R 的阻值为 400Ω 时，电源的路端电压最大 C．R 的阻值为 100Ω 时，R 消耗的电功率最大
D．R0 上消耗的电功率最小值是 0.09W
六、课堂评价，布置学案
图 4—2—4
1、完成本节导学案相应内容 2、预习下节导学案第一部分“预习导学”内容