2021学年高中物理第12章电能能量守恒定律1电路中的能量转化学案人教版必修三.doc

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新教材2023高中物理第十二章电能能量守恒定律12.1电路中的能量转化课件新人教版必修第三册

2.如何计算电流的发热功率?电流的发热功率一定与电流做功的功率相等吗?
3.若把电热水器换成电风扇接入电路,则电流做的功与电流通过电风扇产生的热量是什么关系?电流做功的功率与电流通过电风扇的发热功率是什么关系? 答案:电风扇转动是靠电动机带动的,电风扇工作时电动机从电源获得能量,一部分转化为电风扇的机械能,另一部分转化为内能.从能量转化与守恒的角度看,三者满足W电=Q+W机械,其中W 电=UIt,Q=I2Rt,W电>Q.对应的功率关系为P电=P热+P机械,其中P电 =UI,P热=I2R,P电>P热.
【典例2】一电动车动力电源上的铭牌标有“36 V 10 A·h” 字样.假设工作时电源的输出电压恒为36 V,额定输出功率为 180 W,由于电动机发热造成的损耗为P热,其他损耗不计,电动车的效率为80%,则下列说法正确的是( ) A.额定工作电流为10 A B.电池充满电后总电荷量为3.6×103 C C.电动车电动机线圈的电阻为7.2 Ω D.电动车保持额定功率行驶的最长时间是2 h
答案:(1)0.6 A (2)2.04 W (3)85%
3.(多选)有两个灯泡L1、L2,它们的电阻不变,额定电压皆为6 V, 额定功率分别为6 W、3 W,将它们接在电路中,下列说法正确的是( ) A.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9 W B.若将它们串联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5 W C.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为9 W D.若将它们并联接在电路中,两灯泡的总功率最大为4.5 W 答案:BC
电阻通电时间 I2Rt
电流的二次方 I2R
知识点三电路中的能量转化 1.电吹风工作时,电能转化为什么能?电熨斗工作时,电能转化为什么能? 答案:电吹风工作时,电能转化为机械能和内能.电熨斗工作时, 电能全部转化为内能.

2020_2021学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课件新人教版必修320

台灯
额定电压（V）
220
220
220
220
220
额定功率（W） 100～150 300～800 100～150
800～ 1 200
40～60
例1.A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时,各自消耗的实际功率相
同，则RA:RB:RC为( D )
A.1:1:1 C.2:1:1
B.1:2:2 D.1:4:4
电功等于电热： UIt I 2Rt
电功率等于热功率：UI I 2 R
欧姆定律： I U R
可见：欧姆定律适用于纯电阻电路
2.非纯电阻电路：电能转化为内能和其他形式的能量；如电路中含有电动机、电解槽等。
规律：
电功大于电热：
W Q UIt I 2Rt
电功率大于热功率： UI I 2 R
欧姆定律：
P热=
Q t
电路中的能量转化
纯电阻电路：电能转化为内能
I E 非纯电阻电路： UIt 2Rt 其他
1.（多选）关于电功，下列说法中正确的有 ( AC ) A.电功的实质是电场力所做的功 B.电功是电能转化为内能的量度 C.电场力做功是电能转化成其他形式能量的量度 D.电流通过电动机时的电功率和热功率相等
I U R
UIt I 2Rt E
可见：欧姆定律不适用于非纯电阻电路
【规律归纳】
纯电阻电路
非纯电阻电路
元件特点
电路中除了电阻元件还有把电能转化电路中只有电阻元件
为内能和其他形式的能的元件
能量转化形式
电能只有一部分转化为内能，另一部分
电能全部转化为内能转化为机械能、化学能等其他形式的能
UIt=I2Rt→U=IR
电流在一段电路中所做的功W等于这段电路中的电流I、这段电路两端的电压U、通电时间t三者的乘积。 4.单位：焦(J)、千瓦时(kW·h)。

2024版新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化课件新人教版必修第三册

导学·掌握必备知识
共研·突破关键能力
精练·落实学科素养
导学·掌握必备知识
一、电功和电功率
1．电流做功与能量转化：电能转化为其他形式的能，是通过
电流
________做功来实现的．
2．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的________在做
静电力
功．
3．电功
(1) 定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的
U2
则由P＝可得RB＝RC，IA＝2IB＝2IC，则由P＝I2R可得RA∶RB∶RC＝1∶4∶4，
R
故选D.
[训练4] 小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动
机启动时，汽车的车灯会变暗．汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、
车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示．汽车蓄电池的电压为12.5
V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10 A；车灯
P
(4)电动机的效率：η＝机 ×100%.
P
总
【典例】
例3 三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10 W．现将
它们按如图所示方式连接，整个电路允许消耗的最大功率为(
)
A．30 W B．20 W
C．15 W D．10 W
答案：C
解析：由电路图可知，L1、L2串联后与L3并联，其中L3两端电压最大，它消耗
1．电路中的能量转化
核
心
素
养
定
位
物理观念
了解电流做功的实质，知道电功率的概念．
科学思维
学会分析电路中能量转化的问题，知道焦耳定
律和电功之间的关系．
科学探究

人教版高中物理新教材必修第三册第12章-能量守恒定律-教案

6×103J
阻 R 成反比.
了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电
阻跟电压成正比,跟电流成反比”.
2.对伏安特性曲线的理解
D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热
功率的10倍
(
b 表示线性元件,图
1)图甲中的图线a、
【解析】C 由于电饭煲是纯电阻元件,
乙中的图线c、
d 表示非线性元件.
U
R1= =44Ω,
(
3)电动机的效率
P机
电动机的效率η=
×100%.
P电
12.
2 闭合电路的欧姆定律

一电动势
(
1)定义:非静电力所做的功与所移动的
电荷量之比叫电动势,用符号 E 表示(注意与
电场强度区分).电动势在数值上等于非静电
2.闭合电路欧姆定律
(
1)内容:在外电路为纯电阻的闭合电路
中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟
内、外电路的电阻之和成反比.
(
2)公式:
E
(只适用于纯电阻电路).
①I=
R+r
①当电路断路即I=0 时,纵坐标的截距
为电源电动势.
②当外电路短路即U =0 时,横坐标的截
距为短路电流.
(
2)公式:
Q=I2Rt.
2.电功率P=IU 和热功率P=I2R 的
应用
(
1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电
路,电流的电功率均为 P电 =UI,热功率均为
P热 =I2R.
(
2)对于纯电阻电路而言:
P电 =P热 =IU
U2
=I2R= .
R
(
3)对于非纯电阻电路而言:

高中物理第十二章电能能量守恒定律第一节电路中的能量转化教案3

第1节电路中的能量转化教学设计问题与目标1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．2．理解焦耳定律的概念，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．3．理解电功率和热功率．4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．重点与难点1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质．(重点）2．理解电功和电热的区别，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．(难点)3．理解电功率和热功率．（重点）4．会从能量转化与守恒角度看电路中的能量转化．（难点)教学准备教师要求教学课件,用电器(带有铭牌)学生要求复习初中有关电功和电功率的知识，预习本节课程。

教学过程一、导入新课初中我们学习了家庭电路有关的知识，了解了各种用电器在使用的过程中,是把电能转化为其他形式的能量。

这个过程是通过电流做功来实现的。

那么电流做功的实质又是什么呢? 二、新课教学 1.电功和电功率我们知道电流是电荷定向移动产生的，那电流在做功的时候，就是静电力在做功;导体中的恒定电场对自由电荷的静电力使自由电荷做定向移动，电势能减少，其他形式的能量增加.电路中电荷沿着一个方向定向移动，他们经过这段电路的时间记为t 。

根据已学的知识，在这段时间内通过这段电路任意界面的电荷量为It q =如果这段电路两端电势差为U ，静电力做的功就是UIt Uq W ==单位:国际单位制单位焦耳,符号J 。

电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率,用P 表示，由tW P =，进而得到UI P =单位:瓦特，符号W 。

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. 2.焦耳定律根据能量转化过程中的守恒，电能转化为其它能量的时候,分为两种电路：纯电阻电路和非纯电阻电路。

纯电阻电路:电路中只有电阻元件（电阻、电烙铁、白炽灯）非纯电阻电路:电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器（电动机、吹风机）当计算非纯电阻电路时:Q UIt W >= 当计算纯电阻电路时:Rt I W Q 2==即，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

人教版（）高中物理必修3第12章第1节电路中的能量转化教案

1电路中的能量转化教学设计电热水壶通电时，电能转化为内能。

出示图片:电动机电动机通电时，电能转化为机械能出示图片:蓄电池蓄电池充电时，电能转化为化学能。

那么，你知道电能转化为其他形式的能，是通过什么做功来实现的吗？节知识做铺垫讲授新课一、电功和电功率1.电功（1）电场力(或电流)所做的功叫做电功。

电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。

（2）电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。

自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加。

（3）试推导电功的表达式问题：如图表示一段电路，这段电路两端的电势差是U，电路中的电流为I，电荷从左向右定向移动，你能表示出t这段时间内静电力做的功吗？解：这段时间内通过这段电路任一截面的电荷量为q ＝It静电力做的功就是W＝Uq ＝UIt①电功的定义式：W=IUt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、通电时间t 三者的乘积。

注意：公式适用于一切电路；U、I对应同一段电路。

阅读教材，说出电功，电流做功实质在教师的引导下推导电功的表达式培养学生的自主阅读能力和自学能力锻炼学生的逻辑思维能力②单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).1kW·h＝3.6×106J③电功是电能转化为其他形式能的量度。

2.电功率（1）电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用P 表示。

（2）电功率公式：P ＝UI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。

（3）单位：瓦特（W）、千瓦（kw）二、焦耳定律我们知道能量在相互转化或转移的过程中是守恒的，下面我们应用能量守恒定律分析电路中的能量转化问题。

思考：电流通过电热水器中的电热元件做功时，电路中的能量发生了怎样转化？电路中的电能全部转化为导体的内能，所以电流在这段电路中做的功W ＝UIt，等于这段电路产生的热量Q。

高中物理第12章电能能量守恒定律1电路中的能量转化新人教版必修第三册

A．经R1和R3的电流之比I1∶I3＝2∶1 B．R1两端的电压和R3两端的电压之比U1∶U3＝1∶1 C．三个电阻消耗的电功率之比P1∶P2∶P3＝2∶1∶1 D．三个电阻消耗的电功率之比P1∶P2∶P3＝3∶2∶4
解析：电路为 R2 和 R3 并联后再与 R1 串联，则 I1＝I2＋I3，又有II23＝ RR32＝11，则有II13＝21，A 正确；R2 和 R3 并联，总电阻为 R 并＝RR2＋2RR3 3＝2 Ω，则有UU13＝RR并1 ＝22＝11，B 正确；功率之比为 P1∶P2∶P3＝UR121∶UR222∶UR323＝2∶ 1∶1，C 正确，D 错误。
第十二章电能能量守恒定律
1．电路中的能量转化
目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升课堂达标检测
目标体系构建
1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。 2．理解电热和电热功率，关注焦耳定律在生产、生活中的应用。 3．从能量转化和守恒的角度理解电功和电热的区别。
1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念。2.知道纯电阻电物理观念
P2＋…＋Pn
2．并联电路
各支路电压相同，根据P＝UR2，各支路电阻功率关系上的电功率与电阻成反比
总功率P总＝UI＝UI1＋I2＋…＋In＝P1＋ P2＋…＋Pn
3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和。
(1)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比关系还是反比关系。
解析：S 断开时，R1 与 R2 串联，两端电压之比为 U1∶U2＝R1∶R2 ＝1∶5，故 A 正确；S 闭合时，R2、R3 并联之后再与 R1 串联，R2、R3 电阻相等，两支路中电流相等，则干路电流为支路电流的 2 倍，有 I1∶ I2＝2∶1，故 B 正确；S 闭合时，R2、R3 并联，两端电压相等，R2、R3 电阻相等，由 P＝UR2，可得电阻 R2 与 R3 的功率之比为 1∶1，故 C 正确； S 断开时，电阻 R1 与 R2 串联，电流相等，由 P＝I2R 可得，电阻 R1 与 R2 的功率之比为 P1∶P2＝R1∶R2＝1∶5，故 D 错误。

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1.电路中的能量转化学习目标：1.[物理观念]理解电功与电功率的概念：知道焦耳定律的物理意义；了解纯电阻电路和非纯电阻电路中能量的转化；从能量转化和能量守恒的角度理解电功与电热的区别。

2.[科学思维]知道电流做功的过程就是电能与其他形式能量转化的过程。

3.[科学探究]能从能量的转化角度推导焦耳定律，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。

4.[科学态度与责任]了解科学技术与社会环境的关系，具有节约能源的意识，培养自觉保护环境的行为习惯。

阅读本节教材，回答第79页“问题”并梳理必要知识点。

教材P 79问题提示：都是电能转化为其他形式的能。

一、电功和电功率
1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2．电功
(1)定义：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 、通电时间t 三者的乘积。

(2)公式：W ＝UIt 。

(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J 。

3．电功率
(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

(2)公式：P ＝W t
＝UI 。

(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W 。

二、焦耳定律
1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

2．表达式：Q ＝I 2Rt 。

3．热功率
三、电路中的能量转化
1．电动机工作时的能量转化 (1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。

(2)功率关系：电动机消耗的功率P 电等于电动机的输出功率P 机与电动机损失的功率P 损之和，即：P 电＝P 机＋P 损，P 电＝UI ，P 损＝I 2R 。

2．电池充电时的能量转化
电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电功与电能不同，电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。

(2)电功率越大，表示电流做功越多。

(×)
(3)焦耳定律的表达式为Q ＝I 2Rt ，此式适用于任何电路。

(√) (4)三个公式P ＝UI 、P ＝I 2R 、P ＝U 2R
没有任何区别，它们表达相同的意义，所示P 即是电功率。

(×)
2．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9 J 。

为在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是
( )
A ．3 V,1.8 J
B ．3 V,3.6 J
C ．6 V,1.8 J
D ．6 V,3.6 J
D [根据公式W ＝Uq 可知，当通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9 J 时，电阻的两端电压为3 V ，此时的电流为I ；若在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻，表明后者的电流是前者的二倍，则说明后者的电压也是前者的二倍，即在其两端需加的电压为3 V×2＝6 V ，消耗的电能为W ＝6 V×0.6 C＝3.6 J ，选项D 正确。

]
3．通过电阻R 的电流为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ；若电阻为2R ，电流为I 2
时，则在时间t 内产生的热量为( )
A ．4Q
B ．2Q
C ．Q 2
D ．Q 4
C [由电热公式Q ＝I 2Rt 可得Q ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22
·2Rt ＝12I 2Rt ＝Q 2，故选项C 正确。

]
串、并联电路中电功率的计算
千瓦时是电功的单位还是电功率的单位？电能表是测量电路中消耗的电功率还是电功？
提示：千瓦时是电功的单位；电能表是测量电路中消耗的电能。

(1)各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2
R ，各电阻上的电功率与电阻成正比。

(2)总功率P 总＝UI ＝(U 1＋U 2＋…＋U n )I ＝P 1＋P 2＋…＋P n 。

2．并联电路功率关系 (1)各支路电压相同，根据P ＝U 2
R
，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。

(2)总功率P 总＝UI ＝U (I 1＋I 2＋…＋I n )＝P 1＋P 2＋…＋P n 。

3.结论
无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。

【例1】有额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是( )
A B
C D
思路点拨：(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。

(2)串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比。

C [若要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V ，对A 电路，因为R A ＜R B ，所以U A ＜U B ，即U B ＞110 V ，B 灯将被烧坏；对B 电路，U B ＞U 并，B 灯将被烧坏；对C 电路，R A 可能等于B 灯与变阻器并联后的电阻，所以U A 可能等于U B ，等于110 V ，两灯可能正常发光，且电路消耗总功率为200 W ；对
D 电路，变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有U A ＝U B ＝U 并＝110 V ，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W 。

综上可知，C 正确。

]
功率求解的技巧。