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1、1.电路中的能量转化电路中的能量转化必备知识自主学习关键能力合作探究课堂检测素养达标新课程标准核心素养目标1.理解电功、电功率及焦耳定律2能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象物理观念了解电流做功的实质，知道电功率的概念科学思维学会分析电路中能量转化的问题，知道焦耳定律和电功之间的关系科学探究通过电动机实例，探究电动机消耗的功率与输出功率及发热功率之间的关系科学态度与责任通过生活中用电常识，分析纯电阻元件和非纯电阻元件，利用焦耳定律解决生活中的问题必备知识自主学习静电力电流做功UIt焦耳J度3.6106时间UI瓦特W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
2、_及通电_成正比(2)表达式：Q_2热功率(1)定义：_内的发热量称为热功率(2)公式：P热I2R.电流的二次方电阻时间I2Rt单位时间三、电路中的能量转化1电动机消耗的功率P电_2电动机线圈电阻上的热功率P热_3电动机输出功率P机UI_UII2RI2R情境思考现代生活中随处都可以见到各种用电器，如电灯、电风扇等那么你知道这些用电器中的能量是通过什么途径转化的吗？提示：通过电流做功来实现，即导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功【思考辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”(1)电流做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程()(2)电功率越大，表示电流做功越多()(3)电功与能量的单位都
3、是焦耳，电功就是电能()(4)电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电热()(5)电功WUIt只能用来计算纯电阻电路中电流所做的功()(6)焦耳定律的表达式为QI2Rt，此式适用于任何电路()关键能力合作探究探究点一电功、电热与焦耳定律的理解探究点一电功、电热与焦耳定律的理解探究总结1.电功和电功率WUIt是电功的计算式，PUI是电功率的计算式，适用于任何电路2电热和热功率QI2Rt是电热的计算式，P热I2R是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率典例示范典例示范例1下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦
4、耳热一定越多B静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大C电流通过电动机时的电功率和热功率相等D焦耳热QI2Rt适用于任何电路【答案】D【解析】对于一段电路，QPt，即Q与P、t都有关，所以P越大，Q不一定越大，故A项错误；由电流的微观表达式IneSv，同一金属导体内电流不变，所以电子运动的速率不变，故B项错误；在电动机中，电流做的功焦耳热机械能，所以WQ，即IUI2R，故C项错误；QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路，故D项正确例2(多选)用一个额定电压为220V的电热水器煮沸一壶水需要ts，如果不考虑电热丝电阻受温度的影响，那么()A当线路电压为110V时，煮沸一壶水需要2t
5、sB当线路电压为110V时，煮沸一壶水需要4tsC当线路电压为55V时，煮沸一壶水需要4tsD当线路电压为55V时，煮沸一壶水需要16ts【答案】BD针对训练1如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20Ah.则机器人()A额定工作电流为20AB充满电后最长工作时间为2hC电池充满电后总电量为7.2104CD以额定电流工作时每分钟消耗能量为1440J答案：C串联电路并联电路功率分配总功率PP1P2PnPP1P2Pn3.额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的电功率叫作额定功率当实际电压达到额定电压时，实际功率等于额定功率(2)为了用电器不被
6、烧毁，实际功率不能大于额定功率典例示范例3三个阻值相同的灯泡，其允许消耗的最大功率都是10W现将它们按如图所示方式连接时，整个电路允许消耗的最大功率为()A30WB20WC15WD10W【答案】C针对训练2A、B、C三个灯泡按如图所示的方式连接时，各自消耗的实际功率相同，则RARBRC为()A111B122C211D144答案：D针对训练3有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V100W”字样，L3和L4都标有“220V40W”字样，电路接通后，最暗的是(假定灯丝电阻不随温度变化，实际消耗的功率越大，灯越亮)()AL1BL2CL3DL4答案：C2串、并联电路的总功率(1)串联
7、电路：P总U总I(U1U2U3Un)IP1P2P3Pn(2)并联电路：P总UI总U(I1I2I3In)P1P2P3Pn从能量转化的角度看，无论是串联电路还是并联电路，无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电路消耗的总功率均等于电路中各部分消耗的功率之和典例示范例4李锋准备参加玩具赛车比赛，他想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在表格中请问：(1)这只电动机线圈的电阻为多少？(2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？(3)当电动机正常工作1分钟时，电动机消耗的电能是多少？(4)该玩具
8、电动机正常工作时电能转化为机械能的效率是多少？电动机的电压/V电动机工作状态通过电动机的电流/A0.2不转动0.42.0正常转动1.0针对训练4如图甲所示为一款儿童电动汽车，该款电动汽车的部分参数如图乙所示，则下列说法正确的是()A电源规格中的“4.5Ah”，Ah是能量的单位B电机的输出功率不大于24WC电机线圈的电阻为6D行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为2A答案：B针对训练5小型直流电动机(其线圈内阻为r1)与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R5的电阻串联，然后接至U12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：(1)通过电动机的电流
9、；(2)电动机的输出功率P出；(3)电动机的效率课堂检测素养达标答案：B2家电待机耗电问题常常被市民所忽视据统计某市的常住人口有900多万，大约有300万户，以用电器平均每天待机20小时计，参考下表数据，估算该市每年家庭用电器待机耗电总量约为()A.6106度B6108度C.61010度D61012度家庭常用电器电视机洗衣机空调电脑户均数量(台)1121电器待机功耗(W/台)102310答案：B3额定电压都是110V，额定功率PA100W，PB40W的两盏电灯，若接在电压是220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是()答案：C4一电饭煲和一洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法正确的是()A.电饭煲的电阻为44，洗衣机电动机线圈的电阻为440B.电饭煲的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内，电饭煲消耗的电能为6.6104J，洗衣机消耗的电能为6.6103JD.电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍答案：C5如图所示是规格为“220V36W”的排气扇，线圈电阻为40，接上220V电压后，排气扇的发热功率和输出功率各多大？如果工作过程中，由于某种原因叶片被卡住，电机被烧坏，请说明电机被烧坏的原因
