新人教版高一物理必修第三册电路中 的能量 转化
三、电路中的能量转化
以电动机为例，能量转化：
电能
机械能 热能
则P电=P机+P损， 得P机=UI-I2Rt 由此可见，对于非纯电阻电路，W>Q,不满足欧姆定律。
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问题1．电路中的最值问题
• 例题1. 如图所示，A、B两灯额定电压都是110 V，额定功率 PA=100 W，PB=40 W，接在220 V电路上使用，使电灯能够
正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是 ( C )
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η=66.7%
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结论：
纯 电
电功 = 电热:
W Q UIt I 2 Rt U 2 t R
阻
电 路
电功率=热功率：
P
P热
UI
I 2R
U2 R
非 纯
电功：W= UIt 大于 电热：Q=I2Rt
电
阻
电 路
日常生活中有很多的家用电器，你能举例并说明这 些家用电器的能量是怎样转化的吗？
（1）电灯把电能转化成内能和光能： （2）电热水壶把电能转化成内能： （3）手机电池充电把电能转化成化学能： （4）电动机通电时把电能转化为机械能
已知：功是能量转化的量度，则
电能
做功
那么电流是如何做功的？
其它形式的能
电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力 做功。试根据已学知识，推导电流做的功：
(2)表达式： Q=I2Rt
计算式：P热=Q/t=I2R
❖［说明］焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路
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2、热功率
1、定义:单位时间内的发热量.
2、公式: P=Q /t=I2R 热功率普适公式
热功率P等于通电导体中电流 I 的二次方与导体电 阻R 的乘积
不同的用电器电流的快慢不同， 如何描述电流做功的快慢？
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2、电功率 P （ P电） 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）
表明：电流在一段电路上做功的功率P等于电流I跟这段电路两端电 压U的乘积。
③单位： 瓦特（W），1W=1J/s 千瓦（kW） 1kW＝103W＝106W
W=qU q=It
W=UIt
一．电功和电功率
1、电功
（1）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。
（2）表达式：W = qU= UIt
（3）单位：国际—焦耳（J） 1J=1V·A·s 常用—度（千瓦时）
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×10பைடு நூலகம் J
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纯电阻电路: 电能
W
UIt
→ 内能
Q
=
I2Rt （I=U/R）
非纯电阻电路: 电能
W
M
→ 内能+其它形式的能
Q+E其它
说明：欧姆定 律不适用于非 纯电阻电路！
UIt ＞
I2Rt （I＜U/R）
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电功率：P=UI 大于 热功率：P热=I2R
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问题2．非纯电阻电路中的电功与电热
• 例2．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压 时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电 压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工 作时，产生的机械功率和发热功率．
P热=1W，P机械=2W 此电动机正常工作时的效率是多少？
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
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两个名词
纯电阻电路：只含有电阻的电路，把电能全部转化为内能， 如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡 住的电动机也是纯电阻器件．
非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生 化学反应的电路，把电能转化为内能和其它形式的能．
第十二章
第1节 电路中的能量转化
教学目标
(1)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电 流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的认识。 (2)通过推导电功公式和焦耳定律，理解电功、电功率和焦 耳定律，能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象。 (3)从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转 化，理解电功和电热的区别和联系。 (4)联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会 能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。
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二、焦耳定律——电流热效应
电能全部转化为内能时 Q=W=UIt
又根据欧姆定律，得
Q=I2Rt
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1、焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度 的平方、导体电阻和通电时间成正比。