《2023学年新教材高中物理电能与能源的可持续发展第一节电路中的能量教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023学年新教材高中物理电能与能源的可持续发展第一节电路中的能量教案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3第一节 电路中的能量核心素养点击(1)通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的生疏。物理观念(2)通过推导电功公式和焦耳定律，理解电功、电功率和焦耳定律的内涵。(3)知道闭合电路中的能量转化关系。从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解科学思维科学态度与责任电功和电热的区分和联系。(1) 能用焦耳定律解释生产、生活中的相关
2、现象。(2) 联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增加理论联系实际的意识。一、电功和电功率1填一填(1) 电功定义：电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的推动下做定向移动，电场力对自由电荷所做的功，称为电功。公式：WUIt，单位：焦耳，符号：J。(2)电功率定义：电流做功与完成这些功所用时间之比叫作电功率。W公式：PtUI，单位：瓦特，符号：W,1 kW103 W。2判一判(1)电功与电能的单位是一样的，因此，电功就是电能。() (2)电流做的功越多，电功率越大。()(3)电流做功的过程实质上就是静电力对自由电荷做功的过程。() 3想一想如下图，电路两端的电势差
3、为 U，电路中的电流为 I，电荷从左端到达右端所用的时间为t，则在t 时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，电场力做功是多少？- 1 - / 10- 1 -2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3提示：由电流的定义式可得通过某截面的电荷量qIt，依据静电力做功的公式WqU， 可得 WUIt。二、焦耳定律1填一填(1) 焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正
4、比。公式：QI2Rt。(2) 热功率：一段电路因发热而消耗的功率，PI2R。 2判一判(1) WUIt 可以计算任何电路的电功。()(2) QI2Rt 可以计算任何电路的热量。() (3)任何电路都有WQ，即UItI2Rt。() 3想一想如下图是电视机和电风扇，说明它们是纯电阻电路还是非纯电阻电路？电流做的电功是否全部转化为热量？提示：电视机和电风扇都是非纯电阻电路，电流做的电功并不是全部转化为热量。三、闭合电路中的能量1填一填电源的功率电源的输出功率电源的内耗功率公式PEI意义电源供给电能的功率关系P U I出外外电路消耗电能的功率PP P出内P U I内内内电路消耗电能的功率2判一判(1)
5、 电流一样时，电源供给的电功率肯定一样。()(2) 电源供给的电功率等于内外电路上消耗的功率之和。() (3)内电路消耗的功率就是整个电路的电功率。() 3选一选如下图为电源和导线内移送电荷的状况。则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小打算于()A. 电源的电动势- 2 - / 10- 2 -2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3B. 电路中电流的大小C电源的内阻 D电源的容量解析：选A 移动电荷一周所释放的能量
6、，就是电源供给应它的电能，数值等于电源内部非静电力做功的数值，即WEq。题干中限定了单位正电荷，可见 W 的数值只取决于 E，故 A 对，B、C、D 错。探究 一串、并联电路中的电功率的分析与计算重难释解1. 串联电路功率关系(1) 各局部电路电流I 一样，依据 PI2R，各电阻上的电功率与电阻成正比(纯电阻电路)。(2) 总功率P UI(U U U )IP P P 。总12n12n2. 并联电路功率关系U2(1) 各支路电压一样，依据PR，各支路电阻上的电功率与电阻成反比(纯电阻电路)。(2) 总功率P UIU(I I I )P P P 。总3. 结论12n12n无论是串联电路还是并联电路，
7、电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。有额定电压都是 110 V，额定功率P 100 W，P 40 W 的两盏电灯，假设接在电AB压是 220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，那么电路中消耗功率最小的电路是()解题指导(1) 电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。(2) 串联电路中，功率与电阻成正比；并联电路中，功率与电阻成反比。解析 假设要两灯均正常发光，亦即每灯的电压均为110 V，对A 电路，由于R R ，所AB以 U U ，即 U 110 V，B 灯将被烧坏；对 B 电路，U U ，B 灯将被烧坏；对 C 电路，RABBB并A可能等于B 灯与变阻器并联后的电阻，所以UA可能
8、等于U ，等于 110 V，两灯可能正常发光，B- 3 - / 10- 3 -2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3且电路消耗总功率为 200 W；对D 电路，滑动变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻，可能有U U U 110 V，两灯可能正常发光，且电路中消耗总功率为280 W。综上可知，C 正确。AB并答案 C功率求解的技巧(1) 在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要依据条件敏捷选用公式，如用U2电器电流一样时，用P
9、I2R 比较，假设电压一样时用P R比较，假设电阻一样时，可依据I或 U 的关系比较。(2) 求解串、并联电路中的功率安排问题，比例法求解会使问题简化，但肯定要明确是正比还是反比关系。(3) 当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率。实际功率与额定功率不肯定相等。 素养训练1如下图，一个电阻 R 和一个灯泡 L 串联接在电压恒为 U 的电源上，电路中的电流为 I。电阻两端的电压为 U ，电功率为 P ；灯泡两端的11电压为U ，电功率为P 。则以下关系式正确的选项是()22AP UIBP U R122CU UIR2DU UIR1解析：选C 电阻的功率P U I，A 错误；P U I，B 错
10、误；U UU UIR，C 正确，D 错误。1122212.2023 年诺贝尔化学奖授予来自美国的科学家约翰古迪纳夫、斯坦利惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的奉献。如图是某手机用锂电池的标签。则关于该锂电池以下说法正确的选项是( )A. 标签上的mAh 是电能的单位B. 假设该手机平均待机电流为 10 mA，则该手机最长可待机 40 小时C. 该电池工作时输出电压可能为5 VD. 使用 5 V、1 A 的手机充电器给此电池充电，假设转换效率为75%，约需要 2 小时才能把此电池布满解析：选D 依据qIt，手机电池标识的 mAh 是电量的单位，故A 错误；假设待机电t
11、 q 2 000 mAh流是 10 mA，手机电池最多能连续工作时间I10 mA200 h，故 B 错误；由题图可知，该电池的输出电压为 3.7 V，故 C 错误；使用 5 V、1 A 的手机充电器给此电池充电，- 4 - / 10- 4 -2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3则由能量关系UIt75%2 Ah3.7 V，则能把此电池布满需要的时间 t23.7510.752 h，故D 正确。3某款高科技的锂离子多功能电池有
12、两路电压输出设计，如下图。一路为环状凹槽电极，该路经由电路输出电芯电压，额定电压为3.7 V；另一路为与干电池电极完全一样的中心柱状电极，经由变换电路输出额定电压1.5 V，下表为该电池的各项参数。以下说法正确的选项是()型号PH5标准容量输出电810 mAh(3.7 V)3 000 mWh(1.5 V)1 500 mA(3.7 V)电芯锂聚合物标准电压DC1.5 V/3.7 V流(最大) 电池寿命2 000 mA(1.5 V)大于 500 次完全充放电(依据使用状况而异)A使用环状凹槽电极时，电池的能量是2 916 J B使用环状凹槽电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约2 h C使用中心
13、柱状电极时，电池的电量是10 800 C D使用中心柱状电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约1 h解析：选 D 使用环状凹槽电极时，电池标准容量是 0. 81 Ah，因此电池的能量为 WUIt3.70. 813 600 J10 789.2 J，A 错误；使用环状凹槽电极时，能够在最大输出电流下工作时间t Q0.81 AhW UIt，I 1.5 A0.54 h，B 错误；使用中心柱状电极时，依据 maxQ可知电量Q2 Ah7 200 C，C 错误；在最大输出电流的工作状态下能工作时间为tI 2 Ahmax2 A 1 h，D 正确。探究 二纯电阻电路和非纯电阻电路重难释解1. 纯电阻电路与非纯电阻电路(1) 纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能。- 5 - / 10- 5 -2023-2023 学年教材高中物理 第五章 电能与能源的可持续进展 第一节 电路中的能量教案 粤教版必修 3-2023_2023 学年教材高中物理第五章电能与能源的可持续进展第一节电路中的能量教案粤教版必修 3(2) 非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路。在非纯电阻电路中， 电流做功将电能除了局部转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能。2. 纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯
