12.1電路中的能量轉(zhuǎn)化知識點(diǎn)目錄知識點(diǎn)目錄TOC\o"11"\h\u【知識點(diǎn)1】電功和電功率 1【知識點(diǎn)2】焦耳定律 4【知識點(diǎn)3】電路中的能量轉(zhuǎn)化 6學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解電功、電功率、焦耳定律、熱功率的概念，知道它們的區(qū)別與聯(lián)系(重點(diǎn))。2.知道純電阻電路與非純電阻電路的特點(diǎn)和區(qū)別，理解兩種電路的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系(重難點(diǎn))知識點(diǎn)1知識點(diǎn)1知識點(diǎn)知識點(diǎn)【知識點(diǎn)1】電功和電功率1．電功(1)電流做功的實(shí)質(zhì)是，導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，是通過電流做功來實(shí)現(xiàn)的。(2)電功的計(jì)算公式：W＝UIt。單位：焦耳，符號為J。常用的單位：千瓦時(shí)(kW·h)，也稱“度”，1kW·h＝3.6×106J。2．電功率(1)定義：電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比。(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝UI。(3)單位：瓦特，符號為W。(4)意義：表示電流做功的快慢。(5)額定功率：額定功率是指用電器在額定電壓下正常工作時(shí)所消耗的功率，此時(shí)流經(jīng)用電器的電流就是它的額定電流。3．電功率的計(jì)算(1)無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率都等于各電阻消耗的功率之和。(2)串、并聯(lián)電路的功率分配：串聯(lián)時(shí)電流相同，由P＝I2R可知，P與R成正比；并聯(lián)時(shí)電壓相同，由P＝eq\f(U2,R)可知，P與R成反比。(3)最大功率求法：先找出電路允許通過的最大電流或允許加的最大電壓，然后利用P＝I2R或P＝eq\f(U2,R)求解。典型例題典型例題例1：【例1】（2024春?鎮(zhèn)海區(qū)校級期末）一臺(tái)正在打掃房間衛(wèi)生的掃地機(jī)器人，工作電壓為，工作電流為。在它打掃一分鐘的時(shí)間里，電流做的功為A．單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的體積與風(fēng)速無關(guān) A． B． C． D．【例5】（2025?山東模擬）2024年12月11日，全球單體容量最大的漂浮式風(fēng)電平臺(tái)“明陽天成號”在廣東陽江正式投運(yùn)。“明陽天成號”是全球首次在一個(gè)浮式基礎(chǔ)上搭載兩臺(tái)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化效率可視為不變，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為，每臺(tái)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為，空氣密度為，風(fēng)場風(fēng)速為，并保持風(fēng)正面吹向葉片。則風(fēng)電平臺(tái)“明陽天成號”發(fā)電的功率為知識點(diǎn)2知識點(diǎn)2知識點(diǎn)知識點(diǎn)【知識點(diǎn)2】焦耳定律1．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。這個(gè)關(guān)系式最初是由焦耳通過實(shí)驗(yàn)直接得到的，物理學(xué)中就把它叫作焦耳定律。(2)表達(dá)式Q＝I2Rt。2．熱功率(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率。(2)公式：P熱＝I2R。典型例題典型例題例1：A． B． C． D．【例7】（2025?南京一模）某同學(xué)利用一塊表頭和三個(gè)定值電阻設(shè)計(jì)了如圖所示的多量程電流表，該電表有1、2兩個(gè)量程。當(dāng)只增大電阻的阻值時(shí)，下列說法正確的是A．兩個(gè)量程均變大 B．兩個(gè)量程均變小 C．1的量程變大，2的量程變小 D．1的量程變小，2的量程變大A．當(dāng)使用、兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為 B．當(dāng)使用、兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為 C．當(dāng)?shù)淖柚翟黾訒r(shí)，、間量程變大 D．當(dāng)?shù)淖柚翟黾訒r(shí)，、間量程變大B．甲圖是改裝成的雙量程電壓表，其中量程為 A．與3或4相連是歐姆表，為紅表筆，的電勢比的電勢高 B．與5或6相連是電壓表，作電壓表時(shí)6比5量程小 知識點(diǎn)3知識點(diǎn)3知識點(diǎn)知識點(diǎn)【知識點(diǎn)3】電路中的能量轉(zhuǎn)化1．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：電動(dòng)機(jī)從電源獲得能量，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．電動(dòng)機(jī)的簡易模型及其功率、效率(1)電動(dòng)機(jī)消耗的功率(總功率)：P總＝UI。(2)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率：P熱＝I2R。(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率(機(jī)械功率)P機(jī)＝P總－P熱＝UI－I2R。(4)電動(dòng)機(jī)的效率：η＝eq\f(P機(jī),P總)×100%。3．電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：電池從電源獲得的能量一部分轉(zhuǎn)化為電池的化學(xué)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。4．純電阻電路與非純電阻電路的比較比較項(xiàng)目純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件，如電阻、電爐絲、小燈泡電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器，如電動(dòng)機(jī)、電解槽歐姆定律適用，I＝eq\f(U,R)不適用，I<eq\f(U,R)能量轉(zhuǎn)化電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能：W＝UIt，Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他功率特點(diǎn)電功率等于熱功率：P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)電功率等于熱功率與其他功率之和：P電＝UIP熱＝I2RP電＝P熱＋P其他典型例題典型例題例1：（1）電源的輸出功率；（2）小物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（3）為傳送小物體，電動(dòng)機(jī)多輸出的能量。