《闭合电路中的能量转化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《闭合电路中的能量转化（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、闭合电路中的能量转化教学目标1. 理解电路中的能量转化情况，即在电路中哪部分发生由什么能转化成什么能的问题.加 深对能的转化和守恒定律的认识.2. 掌握分析、计算电路中功率及能量的转化的方法.教学重点、难点分析1. 对电路中各部分做功情况（什么力做功）、能量转换情况（什么能之间的转化）的分析、理解.2认清电源输出功率与效率的联系与区别.3. 对非纯电阻电路中能量转化问题的理解、应用.教学过程一、电路中的功与能能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律.在电路中能量是怎么转化的？请参照图3-4-1所示电路回答并举例.答：电源是把其它能转化为电能的装置.内阻和用电器是电能转化为热能等其它形式能的装置
2、.如化学电池将化学能转化成电能，而电路中发光灯泡是将电能转化成光、热能.对于一个闭合电路，它的能量应该是守恒的，但又在不同形式间转化，通过什么方式完成呢？（请结合电动势和电压的定义回答）答：做功.在电源部分，非静电力做正功W 非=，将其它形式的能转化成电能.而 内阻上电流做功，将电能转化成内能W =qU （U为内阻上的电势降），在外电路部分, 内电流做功W外=qU （U为路端电压），电能转化成其它形式的能.这些功与能量间的定量关系如何？总结：可见，整个电路中的能量循环转化，电源产生多少电能，电路就消耗多少，收支平衡.答: W非叫叫或 q+qU二、电功与电热如图3-4-2所示，用电器两端电压U,
3、电流I.回答：（1）时间t内，电流对用电器做功；W=UIt（2）该用电器的电功率；P=W/t=UI用电器13-4-2（3）若用电器电阻为R,时间t内该用电器产生的热量；Q=|2Rt（4）该用电器的热功率；）P热=Q/t=I2R（5）电功与电热是否相等？它们的大小关系如何？为什么？若电路为纯电阻电路，则W=Q=I2Rt,，若电路为非纯电阻电路，贝IWQ （因为W内还包括电能转化成的其它能量，即W=Q+E）例1如图3-4-3所示，A、B两灯 泡额定电压都为110V,额定功率 PA=100W, PB=40W,接在 220V 电路上.欲 使灯泡正常发光，且电路中消耗的功率 最少，用以下哪种接法？ （C
4、）非纯电阻电路中，电流做功也不再只转化为内能，而是根据具体情况转化为其它各种形式的能.女口：小电机提升重物和电解槽电解ZnSO4溶液的例子，电能分别转化成何种能 量？（转化成机械能和内能.转化为化学能和内能.）例2如图3-4-4所示的电路中，电源电动势凸=6V, 内电阻r=lQ , M为一小电动机，其内部线圈的导线电阻 Rm=2Q . R为一只保护电阻，R=3Q .电动机正常运转时, 电压表的示数为0.3V,求电动机得到的电功率和它转动的机械功率（请学生回答解此题的关键点是什么？如何突破？）答：本题的关键是电路中有电动机，不是纯电阻电路，因而欧姆定律不再适用.突破点是利用电压表与R的阻值，求出
5、电路中的电流，再求出各部分的电压和功率.I = Ubc/R Uab= -Ir-Ubc P 电叫P 机才电-叫解答完毕后，可再让学生求一下电动机的效率n以加深非电阻电路p电HP热的印象.例3如图4-2-1所示为直流电车模型工作示意图，电源电动势E=12V，全电路电 阻R=1Q，电车在水平路面上以v=5m/s行驶，车受阻力f =7. 2N,则电路中电流强度为A.12AB. 6AC. 3AD. 1AER三、电源的功率与效率1电路中各功率及其关系电源总功率：指非静电力做功，把其它形式的能转化为电能的功率.P =W/t=q总3/t=内电路消耗功率：指内阻上的电热功率.设内阻为r,则P =W /t=qU
6、/t=U =2r内内电源输出功率：指电源对外电路做功的功率P =W /t=Uq/t=U出 外r这三者之间是什么关系？2. 电源的最大输出功率设外电路总电阻为R,内阻为r,电源电动势为泾，试推导电源最大输出功率及其 产生的条件.思考题：当Rr或RVr时，P出怎么变化，对一个相同的P出会不会有两个外电 阻R都满足，如果存在这样一对R,它们应满足什么关系画出P转、P内、P出随电流的变化图像，通过图像证明R=r时，P出最大。3. 电源的效率n=P /p =u / 出 总=u/ 空图 424当总电路为纯电阻电路且总电阻为R时：n =R/ (R+r)可见，R越大，电源效率较高，而P出最大时，n =r/(2r) =50%，并不大.所以要注意区分电源输出功率与效率这两个概念.【例4】如图4-2-4所示U I图线上a、b、c各点均表示该电 路中有一个确定的工作状态，b点a =0，则下列说法中正确的是 (AD)A. 在b点时电源有最大输出功率B. 在b点时电源的总功率最大C. 从a-b时0角越大，电源的总功率和输出功率都将增大D. 从b - c时0角越大，电源的总功率和输出功率都将减小
