第十二章 1　电路中的能量转化.docxVIP

1　电路中的能量转化 [学习目标]　1.理解电功、电功率、电热、热功率的概念，知道它们的区别与联系.2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系． 一、电功和电功率 1．电功 (1)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在做功．电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的． (2)电功的计算公式：W＝UIt. 单位：焦耳，符号为J. 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J. 2．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＝eq \f(W,t)＝UI. (3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．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＝I2Rt. 2．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)公式：P热＝I2R. 三、电路中的能量转化 1．电动机消耗的功率P电＝UI. 2．电动机线圈电阻上的热功率P热＝I2R. 3．电动机输出功率P机＝UI－I2R. 1．判断下列说法的正误． (1)电功率越大，表示电流做功越多．(　×　) (2)电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功．(　√　) (3)电热Q＝I2Rt可以用来计算所有含有电阻的电路中产生的焦耳热．(　√　) (4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热．(　√　) (5)三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝eq \f(U2,R)没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率．(　×　) 2．通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为eq \f(I,2)，则在时间t内产生的热量为________． 答案　eq \f(Q,2) 解析　根据Q＝I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的eq \f(1,2)，时间不变，Q′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I,2)))2·2R·t＝eq \f(1,2)I2Rt＝eq \f(Q,2). 一、电功和电热的理解 导学探究　电吹风工作时，将电能转化为什么能？电熨斗工作时，将电能转化为什么能？ 答案　电吹风工作时，将电能转化为内能和机械能．电熨斗工作时，将电能转化为内能． 知识深化 1．电功和电功率 W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路． 2．电热和热功率 Q＝I2Rt是电热的计算式，P热＝I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率． 3．电功和电热的关系 (1)在纯电阻电路中： ①电功和电热相等，W＝Q＝UIt＝eq \f(U2,R)t＝I2Rt； ②电功率和热功率相等，P电＝P热＝UI＝I2R＝eq \f(U2,R)； ③欧姆定律成立：由UIt＝I2Rt得：I＝eq \f(U,R). (2)在非纯电阻电路中： ①电功大于电热，W＝Q＋W其他，电功只能用W＝UIt计算，电功率只能用P＝UI计算； ②电热只能用Q＝I2Rt计算，热功率只能用P＝I2R计算； ③欧姆定律不成立，由UIt>I2Rt得：U>IR. (多选)对电功及焦耳定律公式的理解正确的是(　　) A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功公式W＝UIt、焦耳定律公式Q＝I2Rt都适合于任何电路，因此W一定等于Q C．非纯电阻电路中的电功可能等于焦耳热 D．电功的另一表达式W＝eq \f(U2,R)t只适用于纯电阻电路 答案　AD 解析　任何电路的焦耳热都可用焦耳定律求解，A正确；B选项中的两个公式均适合于任何电路，但W不一定等于Q，B错误；非纯电阻电路中的电功一定大于焦耳热，C错误；W＝eq \f(U2,R)t只适用于纯电阻电路，D正确． 如图1所示，一幢居民楼里住着生活需求各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是(　　) 图1 A．P＝I2R B．P＝eq \f(U2,R) C．P＝IU D．P＝I2R＋eq \f(U2,R) 答案　C 解析　家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确． 二、纯电阻电路中功率的分配与计算 1．在纯电阻电路中，由于W＝Q，I＝eq \f(U,R)，所以有P＝UI＝I2R＝eq \f(U2,R). 2．串、并联电路中的功率关系 串联电路 并联电路 功率分配 eq \f(P1,P2)＝eq \f(R1,R2) eq \f(