第一節(jié)電路中的能量第五章電能與能源的可持續(xù)發(fā)展

1.電功和電功率

現(xiàn)代生活中隨處都可以見到用電設(shè)備和用電器，例如電燈、電風(fēng)扇和新能源電車等。那么，用電器中的能量是怎么樣轉(zhuǎn)化的嗎?1.電功和電功率電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，是通過電流做功來實現(xiàn)的。電熱水壺電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能手機電池電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能電動機電能轉(zhuǎn)化為機械能1.電功和電功率電流做功的實質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。自由電荷在靜電力的作用下做定向移動，結(jié)果電荷的電勢能減少，其他形式的能增加。兩端電壓為U的導(dǎo)體靜電力做的功：1.電功和電功率

電功:在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功單位：焦耳，簡稱焦，符號是J

千瓦時，俗稱“度”，符號是kW·h

1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J

意義：反映了“多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能”兩端的電壓通過電流兩端的電壓通電時間通電時間適用于一切電路適用于一切電路1.電功和電功率電功率：單位時間內(nèi)電流所做的功單位：國際單位制瓦（W），毫瓦（mW），千瓦（kW）

1

kW＝103

W＝106

mW意義：電功率表示電流做功的快慢兩端的電壓通過電流適用于一切電路1.電功和電功率

額定電壓:用電器正常工作時電壓（銘牌上標(biāo)出的電壓）額定功率:用電器在額定電壓下的功率（銘牌上標(biāo)出的功率）實際電壓:用電器實際工作時的電壓

實際功率:用電器在實際電壓下的功率說明：在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率1.電功和電功率

電動勢E

:取決于電池正負(fù)極的材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)容量Q:電池放電時能輸出的總電荷量，通常以A·h或mA·h為單位若手機平均待機的電流是10mA,

則手機最大長待機時間是

h.2.焦耳定律

從能量轉(zhuǎn)化角度，分析下列用電器有什么共同的特點？電熨斗電飯熨電熱壺電熱水器電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在金屬導(dǎo)體中，在電場力作用下做加速運動的自由電子頻繁地與離子碰撞，把定向移動的動能傳給離子，使離子熱運動加劇，將電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.焦耳定律焦耳定律:電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q等于電流I的二次方、導(dǎo)體的電阻R和通電時間t三者的乘積，即熱功率：單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)體的電阻

通過電流通電時間適用于一切電路焦耳適用于一切電路3.閉合電路中的能量純電阻電路:電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（如燈泡、電飯煲、轉(zhuǎn)子被卡住電動機）非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式能量（如電動機、電解槽）電能W=內(nèi)能Q歐姆定律適用電能W=內(nèi)能Q+其他能量

歐姆定律不適用3.閉合電路中的能量

線圈電阻R其他元件非純電阻：輸出功率P出熱功率P熱輸入功率P入電動機的效率:純電阻：輸入功率P入熱功率P熱3.閉合電路中的能量純電阻電路非純電阻電路所有電路電流做的功W產(chǎn)生的熱量Q線圈電阻R其他元件3.閉合電路中的能量

【例1—課本P108】—臺標(biāo)有"220V66W"的電風(fēng)扇，線圈電阻為20Ω.（1）當(dāng)加上220V電壓，求電風(fēng)扇消耗的功率、轉(zhuǎn)化為機械能的功率和發(fā)熱功率.（2）如果接上220V的電源后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動，求電風(fēng)扇消耗的功率和發(fā)熱功率4.電動機問題【例2】如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內(nèi)電阻r=0.8Ω，電路中另一電阻R=10Ω，直流電壓U=160V，電壓表示數(shù)UV=110V。重力加速度g取10m/s2。試求：(1)通過電動機的電流；(2)電動機的輸入電功率和發(fā)熱功率；(3)若電動機以v＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量？3.閉合電路中的能量

11月日星期物理作業(yè)（電路中的能量）作業(yè)范圍：《三維設(shè)計》P72——全部P73——素養(yǎng)訓(xùn)練1和2

P74——全部P75—遷移發(fā)散、素養(yǎng)訓(xùn)練1和2《課時跟蹤檢測》

P153—6、7P154—8、10、11

上交時間：晚修結(jié)束后上交（各收一半）2.焦耳定律

【例1—課本P108】電池的電能由其內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生．然而，這種反應(yīng)會導(dǎo)致產(chǎn)生無法完全消除的小電阻.將電池視為由一個理想電壓源和一個小電阻串聯(lián)組成的.在手電筒中有兩節(jié)串聯(lián)的電池，如圖所示.每節(jié)電池的電壓均為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω，燈泡的電阻為22.0Ω.（1）通過燈泡的電流是多少?（2）燈泡的功率是多少?（3）如果電池沒有內(nèi)阻，那么功率將會增加多少?3.閉合電路中的能量【例4—課本P124，多選】電吹風(fēng)中的電動機帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，生成的熱風(fēng)可將頭發(fā)吹干.設(shè)電動機線圈的電阻為R，它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)兩端電壓為U，通過的電流為I，消耗的電功率為P，以下選項正確的是A.B.C.D.3.閉合電路中的能量【例5—課本P124】如圖所示是一個家用電熨斗電路結(jié)構(gòu)圖，通過改變內(nèi)部接線方式可以使電熨斗處于斷開狀態(tài)或獲得中、低、高三個不同的溫度擋.下列接線方式中。能獲得低擋溫度的是3.閉合電路中的能量【例6—課本P124】電飯煲工作時有兩種狀態(tài)∶一種是煲內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，另一種是煲內(nèi)水燒干后的保溫狀態(tài)．如圖所示是電飯煲電路原理示意圖，S是用感溫材料制造的開關(guān).下列說法正確的是A.當(dāng)開關(guān)S接通時電飯煲為保溫狀態(tài)，當(dāng)開