高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 4.4 电路中的能量转化与守恒学案 沪科版选修31

4.4　电路中的能量转化与守恒学习目标重点难点1．掌握电功的概念，记住电功和电功率的公式。2．能够正确区别电功率和热功率。3．会应用功率分配关系分析、解决有关问题。重点：电功、电功率和热功率的概念的理

4.4 电路中的能量转化与守恒 学习目标 重点难点 1．掌握电功的概念，记住电功和电功率的公 重点：电功、电功率和热功率的概念的 式。 理解及有关计算。 2．能够正确区别电功率和热功率。 难点：电路中的能量转化关系，电功和 3．会应用功率分配关系分析、解决有关问题。 电热的区别与联系。 1．电功与电热的关系分析 (1)电功：电路中自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流，这时电场力对自由电荷 WqUUIt 做了功，这就是电功。公式表示为：＝＝，表示电流在一段电路中所做的功等于这段 UIt 电路两端的电压、电流、通电时间三者的乘积。单位：焦耳(J)。 PWtUI (2)电功率：电流在单位时间内做的功，公式表示为：＝/＝，表示电流在一段电 IU 路上做功的功率等于电流与这段电路两端的电压的乘积。单位：瓦特(W)。 (3)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟 U2R 2 QIRtQt 通电时间成正比，这就是焦耳定律。公式：＝，在纯电阻电路中还可写成：＝。 (4)热功率：单位时间内电流通过导体发热的功率通常 Qt 2 PIR 叫做热功率，其表达式为＝＝。 预习交流1 电热丝等纯电阻电路能将电能全部转化为内能，电动机、电解槽等非纯电阻性用电器， 为什么不能将电能全部转化为机械能、化学能等其他形式的能？ 答案： 电动机、电解槽等非纯电阻用电器，其目的是将电能转化为机械能、化学能等其 他形式的能，但由于电动机、电解槽等非纯电阻用电器总存在电阻，电流通过总要发热而消 耗电能，故非纯电阻电路不可能将电能全部转化为其他能，除非用超导体制成的非纯电阻用 电器可以做到。 2．闭合电路中的能量转化和守恒 EUUIIEIUIU 把闭合电路欧姆定律＝＋两边同乘以电流得：＝＋。 内内 PIEPIUPIU 电源的总功率： ＝。电源的输出功率：＝。电源内的热功率：＝＝ 总出内内 IUIE UE 2 Irη 。电源的效率：＝×100%＝×100%。 在闭合电路中，电源的总功率等于输出功率与内部发热功率之和。 预习交流2 22 EIUIUIIRIr 有人认为，闭合电路上的功率关系式可直接写成＝＋＝＋，你认为对 外内 不对？为什么？ 1