資源簡(jiǎn)介

(共29張PPT)
12.1 電路中的能量轉(zhuǎn)化
一、電功和電功率
W=qU
q=It
W=UIt
（3）單位：在國(guó)際單位制中電功的單位是焦（J），
常用單位有千瓦時(shí)（kW·h）也叫“度”.
　1kW·h＝3.6×106J
（1）定義：在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常所說(shuō)的電流所做的功，簡(jiǎn)稱(chēng)為電功．
（2）公式：
W=UIt
1．電功
適用于一切電路
2．電功率
（3）意義：電功率表示電流做功的快慢．
（4）單位：在國(guó)際單位制中是瓦（W），
常用千瓦（kW）．
　1kW＝1000W
（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功
（2）公式：
適用于一切電路
幾種常見(jiàn)家用電器的額定功率
用電器
29吋彩電
電熨斗
電冰箱
微波爐
臺(tái)燈
額定電壓（V）
220
220
220
220
220
額定功率（W）
100～150
300～800
100～150
800～1200
40～60
３．額定功率和實(shí)際功率
（1）內(nèi)容：電流通過(guò)某導(dǎo)體，在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量, 跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比。
4．焦耳定律
（2）公式：
（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量.
5、熱功率
P=Q /t=I2R
（2）公式：
（3）單位：瓦(W) 千瓦(kW)．
適用于一切電路
純電阻電路:
電能 → 內(nèi)能
I2Rt
UIt
=
I=U/R
M
非純電阻電路:
電能 → 內(nèi)能+其它形式的能
UIt
I2Rt
I＜U/R
＞
電功等于電熱
電功大于電熱
電功 = 電熱
：W=Q
= UIt
=I2Rt
=U2t/R
電功率=熱功率：P =P熱 = UI = I2R = U2/R
電功：W= UIt
電熱：Q=I2Rt
電功率：P=UI
熱功率：P熱=I2R
實(shí)驗(yàn)探究:電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化情況
電流表
電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)
電流表
電動(dòng)機(jī)卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)探究:電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化情況
電動(dòng)機(jī) 狀態(tài) 電壓表 示數(shù)U/V 電流表 示數(shù)I/A 電功率 P電/W 熱功率 P熱/W 電阻 R/Ω
轉(zhuǎn)動(dòng)
卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)
20
20
2.0
2.0
0.020
0.098
0.0400
0.1960
0.008
0.1921
100
20.4
分析歸納:
實(shí)驗(yàn)探究:電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化情況
電動(dòng)機(jī) 狀態(tài) 電壓表 示數(shù)U/V 電流表 示數(shù)I/A 電功率 P電/W 熱功率 P熱/W 電阻 R/Ω
轉(zhuǎn)動(dòng)
卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)
20
20
2.0
2.0
0.020
0.098
0.0400
0.1960
0.008
0.1921
100
20.4
1、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 線圈電阻， 通過(guò) (歐姆定律不適用)
2、電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)=，電阻
分析歸納:
例、在某段電路中，其兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，通電時(shí)間為t，若該電路電阻為R，則關(guān)于電功和電熱的關(guān)系，下列結(jié)論正確的是 ( )
A．在任何電路中，電功UIt=I2Rt
B．在任何電路中，電功為UIt，電熱為I2Rt
C．在純電阻電路中，UIt=I2Rt
D．在非純電阻電路中，UIt≥I2Rt
　 加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（ ）
A．P 　 B．U 2/ r 　　
C．P 2r /U 2 D．P – P 2r / U 2
非純電阻電路中計(jì)算
電功率只能用P=UI，
熱功率只能用P熱=I2R
課堂訓(xùn)練
C
純電阻電路中：
①串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的電功率跟它們的電阻成正比
②并聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的電功率跟它們的電阻成反比
③串聯(lián)電路上消耗的總功率P=UI等于各個(gè)電阻上消耗的熱功率之和
④并聯(lián)電路上消耗的總功率P=UI等于各個(gè)電阻上消耗的熱功率之和
可知：無(wú)論串、并聯(lián)電路，消耗的總功率等于各個(gè)電阻上消耗的功率之和。
【例】已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標(biāo)有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動(dòng)變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個(gè)電路消耗的總功率最小，應(yīng)使用下面哪個(gè)電路？
L1
L2
L1
L2
L1
L2
L1
L2
R
R
R
R
A
B
C
D
鋰電池能量密度高、綠色環(huán)保。現(xiàn)用一充電寶為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路圖如圖所示，充電寶的輸出電壓為U，輸出電流為I，該鋰電池的內(nèi)阻為r，則
【例】把兩個(gè)相同的電燈分別接成如圖所示的兩種電路，調(diào)節(jié)變阻器，使電燈都正常發(fā)光若兩電路消耗的總功率分別為P1、P2，兩個(gè)變阻器R1、R2消耗的電功率分別為P1'、P2'，則可以判定 ( )
(A) P1＝2P2 (B) P1＝P2
(C) P1'＝2P2' (D) P1'＞2P2'
【例】如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)ε＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，M為一直流玩具電動(dòng)機(jī)，其電樞電阻R1=2Ω，限流電阻R2=3Ω，電壓表示數(shù)為3.6V，求玩具電動(dòng)機(jī)得到的電功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率．
【例】已知R1、R2都標(biāo)有"4W 100Ω"字樣，而R3標(biāo)有"1W 100Ω"字樣．按圖中所示的電路連接，則A、B間允許消耗的最大電功率為 W．
【例】已知如圖,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,則接入電路后這三只電阻的實(shí)際功率之比為_(kāi)________。
R1
R2
R3
【例】已知如圖，兩只燈泡L1、L2分別標(biāo)有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑動(dòng)變阻器R，將它們連接后接入220V的電路中，要求兩燈泡都正常發(fā)光，并使整個(gè)電路消耗的總功率最小，應(yīng)使用下面哪個(gè)電路？
L1
L2
L1
L2
L1
L2
L1
L2
R
R
R
R
A
B
C
D
【例】某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？
機(jī)械功率P=31W
由這道例題可知：電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電流較大，容易被燒壞；正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流反而較小
【例】微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3V的電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.0V時(shí)，電流為0.8A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？
解析：
當(dāng)加0.3V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)無(wú)機(jī)械能輸出，它消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)也可視為純電阻，則r=U1/I1=1Ω.
當(dāng)加2.0V電壓，電流為0.8A時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，有機(jī)械能輸出，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，消耗的電能等于轉(zhuǎn)化機(jī)械能和熱能之和。
轉(zhuǎn)化的熱效率由P=I22r=0.82×1=0.64 W計(jì)算，總功率由 P0=I2U2=0.8×2.0＝1.6W計(jì)算。所以電動(dòng)機(jī)的效率為
η=（P－P0）/P=60％。
【例】某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖所示．重物的質(zhì)量m＝50kg，電源電動(dòng)勢(shì)
ε＝110V．不計(jì)內(nèi)阻及各處的摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I＝5A，由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻 R＝ 。
【練習(xí)】如圖所示，電阻R1＝8Ω，電動(dòng)機(jī)繞組電阻R0＝2Ω，當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，電阻R1消耗的電功率是2.88W；當(dāng)電鍵閉合時(shí)，電阻R1消耗的電功率是2W，若電源的電動(dòng)勢(shì)為6V.求：電鍵閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率.
E r
D
R1=8 Ω
K
練習(xí)、如圖示，電阻R1=20 Ω ，電動(dòng)機(jī)的繞組R2＝10 Ω 。當(dāng)電鍵打開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是0．5A，當(dāng)電鍵合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I 和電路消耗的電功率應(yīng)是
( )
(A)I＝1．5A (B)I＜1．5A
(C)P＝15W (D)P＜15W
D
R1
A
U
B D
練習(xí). 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓是100V，電阻是1Ω，正常工作時(shí)，通過(guò)的電流為5A，則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為 （ ）
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 （ ）
（A）500W （B）25W （C）200W （D）475W
B
D
【練習(xí)】有三個(gè)電阻,其阻值分別為10Ω.20Ω.30Ω,現(xiàn)在它們分別按不同方式連接后加上相同的直流電壓,問(wèn):
(1)在總電路上可能獲得的最大電流和最小電流之比為多少？
(2)對(duì)20Ω電阻來(lái)說(shuō),在各種可能連接方式中能使它獲得最大功率的,有哪些連接方式？獲得最小功率的有哪些連接方式 （只要求畫(huà)電路圖表示）
【練習(xí)2】電飯鍋是一種可以自動(dòng)煮飯并自動(dòng)保溫,又不會(huì)把飯燒焦的家用電器.如圖,它的電路由控制部分AB和工作部分BC組成.K1是限溫開(kāi)關(guān),手動(dòng)閉合,當(dāng)溫度達(dá)到1030C時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),不能自動(dòng)閉合.K2是自動(dòng)開(kāi)關(guān),當(dāng)溫度超過(guò)800C時(shí)自動(dòng)斷開(kāi),溫度低于700C時(shí)自動(dòng)閉合.R2是限流電阻,阻值2140Ω,R1是工作電阻,阻值60Ω.鍋中放好適量的米和水,插上電源(220V,50Hz),手動(dòng)閉合K1后,電飯鍋就能自動(dòng)煮好米飯并保溫.(1)簡(jiǎn)述手動(dòng)閉合K1后,電飯鍋加熱、保溫過(guò)程的工作原理.
(2)加熱過(guò)程電飯鍋消耗的電功
率P1是多大 K1,K2都斷開(kāi)時(shí)電飯
鍋消耗的電功率P2是多大
(3)若插上電源后沒(méi)有手動(dòng)閉合
K1,能煮熟飯嗎 為什么
K1
紅
黃

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