2026年高二物理同步1. 电路中的能量转化（导学案）（原卷版）.docxVIP

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1.电路中的能量转化

导学案

1.理解电功、电功率和热功率的概念。

2.掌握焦耳定律的内容。

3.能够运用能量守恒定律分析电路的能量转化情况。

4.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别。

1.理解并能计算电功、电功率的问题。（重点）

2.掌握焦耳定律的内容。（重点）

3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，并能在串并联电路中计算非纯电阻的电功和电热。（难点）

一、电功和电功率

1.电功

(1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的和三者的乘积。

(2)公式：W＝

(3)单位：焦耳，符号为J。

常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1kW·h＝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)＝。

(3)单位：，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成正比，跟导体的及成正比。

(2)表达式：Q＝。

2.热功率

(1)定义：电流通过导体发热的功率。

(2)表达式：P＝。

(3)物理意义：表示电流的物理量。

三、电路中的能量转化

1.焦耳定律讨论了电路中电能完全转化为内能的情况，这种只含有电阻的电路叫作电路。实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载，如电动机、正在充电的电池，这种电路叫作电路。

2.(1)根据能量的转化与守恒定律，电动机消耗的功率P电＝P机＋P损。若只考虑线圈发热产生的能量损失，则P损＝P热。

设电动机两端的电压为U，通过电动机线圈的电流为I，线圈的电阻为R，则P电＝，P热＝。

(2)对于正在充电的电池，P电＝P化＋P热。

【导入新课】

思考与讨论：

(1)对下列电器通电时，都存在能量的转化，是什么能量之间的转化？

(2)功是能量转化的量度，是谁做功导致了电能转化为其它形式的能？

【进行新课】

一、电功和电功率

计算与推导：

如图很小一段电路，电荷从左向右定向移动，所用时间为t，两端的电压为U，电路的电流为I，求这个过程中电场力做的功为多少？

总结归纳：

1．电功

（1）电功定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称为电功．

（2）公式：W＝UIt，普遍适用

（3）单位：焦（J）常用单位有千瓦时（kW·h），也称“度”，1kW·h＝3.6×106J。

2．电功率——表示电流做功的快慢

（1）定义：单位时间内电流所做的功

（2）公式：

（3）单位：瓦（W）,常用单位：千瓦（kW），1kW＝103W

二、焦耳定律

思考与讨论：

电流通过各种仪器做功的同时，都会产生热量，产生的热量跟哪些因素有关？是什么关系？

总结归纳：

1．焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.

2．表达式：Q＝I2Rt，普遍适用。

3．热功率：单位时间内导体的发热量叫做热功率，即：

三、电路中的能量转化

思考与讨论：

(1)电流通过以下仪器时，此用电器的主要作用是什么？此时电流做的功和用电器产生的热量有什么关系？

(2)电流通过以下仪器时，此用电器的主要作用是什么？此时电流做的功和用电器产生的热量有什么关系？

总结归纳：

(1)第一组：

①纯电阻电路。

②特点：电能全部转化为内能。即：W=Q，UIt=I2Rt，所以U=IR，纯电阻电路，欧姆定律成立。

(2)第二组：

①非纯电阻电路。

②特点：电能只有一部分转化为内能。即：W=Q+E其它，UItI2Rt，所以UIR，非纯电阻电路，欧姆定律不成立。

(3)纯电阻电路和非纯电阻电路的比较

纯电阻电路

非纯电阻电路

举例

白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅

电动机、电解槽

能量转化情况

电功和电热的关系

W＝Q即IUt＝I2Rt

W＝Q＋E其他

UIt＝I2Rt＋E其他

电功率和热功率的关系

P＝P热即IU＝I2R

P＝P热＋P其他

即IU＝I2R＋P其他

欧姆定律是否成立

U＝IR，I＝eq\f(U,R)，欧姆定律成立

U＞IR，I＜eq\f(U,R)，欧姆定律不成立

说明

W＝UIt、P电＝UI适用于任何电路计算电功和电功率

Q＝I2Rt、P热＝I2R适用于任意电路计算电热和热功率

只有纯电阻电路满足W＝Q，P电＝P热；非纯电阻电路WQ，P电P热

1．关于电功W和电热Q的说法正确的是（）

A．在任何电路中都有、且

B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q

C．、均只有在纯电阻电路中才成立

D．不能计算电路生成的热量，可