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1 电路中的能量转化[学习目标] 1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。
2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)。
一、电功和电功率1．电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。
(2)电功的计算公式：W ＝UIt 。
单位：焦耳，符号为J 。
常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 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 ＝Wt ＝UI 。
(3)单位：瓦特，符号为W 。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。
(1)电功率越大，表示电流做功越多。
( × ) (2)由公式P ＝Wt可知，时间越短，功率越大。
( × )我们常说的月耗电量为100度，其中“度” 表示什么物理意义？100度是多少焦耳？ 答案 “度”是能量单位，1度＝1 kW·h ＝3.6×106 J 100度＝100×3.6×106 J ＝3.6×108 J 。
例1 四个定值电阻连成如图所示的电路。
R A 、R C 的规格为“10 V 4 W ”，R B 、R D 的规格为“10 V 2 W ”。
下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是( )A ．P A ＝P C <PB ＝P D B ．P B >PC >P A >PD C ．P D >P A >P C >P B D ．P A ＝P C >P B ＝P D 答案 C解析 根据R ＝U 2P 可知R A ＝R C <R B ＝R D ，因流过R A 、R D 的电流相等，根据P ＝I 2R ，可知P D >P A ，因R B 、R C 两端电压相等，根据P ＝U 2R 可知P C >P B ，因R A 、R C 电阻相等，I A >I C ，根据P ＝I 2R可知P A >P C ，即P D >P A >P C >P B ，故选C 。
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。
听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律《电路中的能量转化》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解电路中电能的转化过程，包括电能转化为其他形式的能量（如热能、机械能等）。
2.科学思维：通过分析电路中能量转化的实例，培养学生运用能量守恒定律分析电路问题的能力。
3.科学探究：通过实验观察电路中电流、电压、电阻的变化与能量转化的关系，培养学生的实验观察能力和数据分析能力。
4.科学态度与责任：激发学生对电学现象的好奇心和探索欲，培养节约用电、合理用能的意识。
导入教师行为：•展示一个简单的电路模型（如小灯泡发光电路），接通电源后让学生观察灯泡发光现象。
•提问：“灯泡为什么会发光？这个过程中电能是如何转化的？”学生活动：•观察电路模型，注意灯泡发光现象。
•思考并尝试回答教师提出的问题，初步理解电能转化的概念。
过程点评：•导入环节通过直观的实验现象激发学生的兴趣，自然引出电路中能量转化的学习主题。
•提问方式引导学生主动思考，为后续学习做好铺垫。
教学过程教师行为：1.理论讲解：•阐述电路中能量转化的基本概念，即电能通过电路元件（如电阻、电动机等）转化为其他形式的能量。
•分析电路中电流做功的实质，即电流通过导体时，导体两端存在电势差，使得电荷在电场力作用下定向移动，形成电流，同时伴随着能量的转化。
2.实验探究：•设计实验方案，利用焦耳定律实验装置测量不同电流下电阻产生的热量，观察并记录数据。
•指导学生进行实验操作，观察电阻发热现象，理解电能转化为热能的过程。
•引导学生分析实验数据，验证焦耳定律的正确性，即电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通电时间成正比。
3.案例分析：•分析电动机工作原理，说明电能如何转化为机械能。
•通过视频或动画展示电动机内部构造及工作过程，帮助学生直观理解电能与机械能之间的转化。
学生活动：•认真听讲，记录电路中能量转化的基本概念和原理。
•积极参与实验探究，按照教师指导进行实验操作和数据记录。
