电路中的能量转化
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12.1 电路中的能量转化考点精讲考点1:串、并联电路中电功率的计算1.串联电路功率关系(1)各部分电路电流I 相同,根据P =I 2R ,各电阻上的电功率与电阻成正比。
(2)总功率P 总=UI =(U 1+U 2+…+U n )I =P 1+P 2+…+P n 。
2.并联电路功率关系(1)各支路电压相同,根据P =U 2R ,各支路电阻上的电功率与电阻成反比。
(2)总功率P 总=UI =U (I 1+I 2+…+I n )=P 1+P 2+…+P n 。
3.结论无论是串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
【例1】 有额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的电灯两盏,若接在电压是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( )A B C D 【分析】(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】C 若要两灯均正常发光,亦即每灯的电压均为110 V ,对A 电路,因为R A <R B ,所以U A <U B ,即U B >110 V ,B 灯将被烧坏;对B 电路,U B >U 并,B 灯将被烧坏;对C 电路,R A 可能等于B 灯与变阻器并联后的电阻,所以U A 可能等于U B ,等于110 V ,两灯可能正常发光,且电路消耗总功率为200 W ;对D 电路,变阻器电阻可能等于两灯并联后总电阻,可能有U A =U B =U 并=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。
【技巧与方法】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,要根据已知条件灵活选用公式,如用电器电流相同时,用P =I 2R比较,若电压相同时,用P =U 2R比较,若电阻相同时,可根据I 或U 的关系比较。
12.1 电路中的能量转化一、电功和电功率 1.电功(1)电功是指电路中 对定向移动的 所做的功, 做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.(2)电功的计算公式:W = . 单位:焦耳,符号为J.常用的单位:千瓦时(kW·h),也称“度”,1 kW·h = J. 2.电功率(1)定义:电流在一段电路中所做的功与 之比. (2)公式:P =Wt = .(3)单位:瓦特,符号为W.(4)意义:表示电流做功的 . 二、焦耳定律 1.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的 跟电流的二次方成 ,跟导体的电阻及通电时间成 比. (2)表达式:Q = . 2.热功率(1)定义:单位时间内的发热量称为 . (2)表达式:P 热= .(3)物理意义:表示电流发热快慢的物理量. 三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看,电动机从电源获得能量,一部分转化为 ,还有一部分转化为 ,即P 电= ,其中P 电= ,P 损= .【参考答案】静电力 电荷 电流 UIt 3.6×106 通电时间 UI 快慢 热量 正比 正 I 2Rt热功率 I 2R 机械能 内能 P 机+P 损 UI I 2R考点一:计算串联和并联电路的电功和电功率基础知识梳理典型例题分析【例1】两电阻12R R 、的电流I 和电压U 的关系如题图所示,可知两电阻串联时的功率之比等于( )A B .3:1C .D .1:3【答案】D【解析】由于该图线为I U -图线,则图线的斜率表示电阻的倒数,两根图线的斜率比为3:1,所以电阻之比为12:1:3R R =根据功率公式2P I R =可知,两电阻串联时,电流相同,则功率之比等于电阻之比,即有12:1:3R R P P =ABC 错误,D 正确。
故选D 。
【变式练习】1.电阻R 1、R 2按图示方法接入电压恒定的电源上,闭合电键后保持R 1的阻值不变,改变R 2的阻值,则关于R 1消耗的功率P 1的说法正确的是( )A .R 2增大,P 1增大B .R 2增大,P 1减小C .R 2减小,P 1减小D .R 2减小,P 1不变【答案】B【解析】R 1消耗的功率2211112==()+U P I R R R RR 1的阻值不变,发现,R 2增大时,P 1减小,R 2减小时,P 1增大。
电路中的能量转化
在电路中,能量可以从一种形式转化为另一种形式。
以下是一些常见的能量转化过程:
1. 电能转化为热能:当电流通过电阻器时,电能会被转化为热能。
这是因为电阻器的电阻会阻碍电流的流动,电子在通过电阻器时会与原子碰撞,产生热量。
2. 电能转化为光能:当电流通过发光二极管(LED)时,电能可以被转化为光能。
发光二极管中的半导体材料在电流驱动下发出可见光。
3. 电能转化为机械能:当电流通过马达或电机时,电能可以被转化为机械能。
马达或电机利用电磁力产生运动,实现物体的转动、推动等。
4. 光能转化为电能:在光伏电池中,光能被转化为电能。
光伏电池内的半导体材料可以将光能转化为电子能,产生电流。
5. 电能转化为化学能:在电化学电池中,电能可以被转化为化学能。
电池内的化学反应将电能转化为储存的化学能,可以在需要时再次释放为电能。
这些是电路中常见的能量转化过程,它们在各种电子设备和电路中都起到重要作用。