高中物理 第一章功率电子线路

由集中参数元件组成的电路称为集中参数电路。例如, 电阻元件 是表示消耗电能的元件;电感元件是表示其周围空 间存在着磁场且可以储存磁场能量的元 件;电容元件是表示 其周围空间存在着电场且可以储存电场能量的元件等。
上述这些电路元件通过引出端互相连接。具有两个引出 端的元件称为二端元件;具有 两个以上引出端的元件称为多 端元件。
直流时,有
W= P ( t- t 0)
电能的S I主单位是焦[耳],符号为J,它等于功率为1W的 用电设备在1s内所消耗 的电能。在实际生活中还采用千瓦 小时( kW·h)作为电能的单位,它等于功率为1kW的 用电设备 在1h( 3600s)内所消耗的电能,简称为1度电。
1kW·h=10 3×3600=3. 6×10 6J 能量转换与守恒定律是自然界的基本规律之一,电路当 然遵守这一规律。一个电路 中,每一瞬间,接受电能的各元件 功率的总和等于发出电能的各元件功率的总和;或者说, 所有 元件接受的功率的代数和为零。这个结论叫做“电路的功率 平衡”。
当电流的量值和方向都不随时间变化时,d q /d t 为定值, 这种电流称为直流电流,简 称直流( DC)。直流电流常用英文 大写字母 I 表示。对于直流,式( 1. 1)可写成
式中, q为时间 t 内通过导体横截面的电荷量。 量值和方向随着时间周期性变化的电流称为交流电流,
常用英文小写字母 i 表示。 在国际单位制中,电流的S I主单位是安[培],符号为A。
1. 1. 2 理想电路元件 组成电路的实际电气元器件是多种多样的,其电磁性能 的表现往往是相互交织在一起 的。在研究时,为了便于分析, 常常在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其中起 主 要作用的某些电磁现象,而将次要现象忽略,或者将一些电磁 现象分别表示。例如图 1. 1( a )中,在电流的作用下,小灯泡不 但发热消耗电能,而且在其周围还会产生一定的磁 场,由于产 生的磁场较弱, 干电 池不但在其正负极间能保持有给定的电 压对外部提供电能,而且其内部也有一定的电能损 耗;对闭合 的开关和导线则只考虑导 电性能而忽略其本身的电能损耗。

1.电路中的能量转化学习目标：1。

[物理观念]理解电功与电功率的概念：知道焦耳定律的物理意义；了解纯电阻电路和非纯电阻电路中能量的转化；从能量转化和能量守恒的角度理解电功与电热的区别。

2。

[科学思维］知道电流做功的过程就是电能与其他形式能量转化的过程。

3。

［科学探究]能从能量的转化角度推导焦耳定律，关注焦耳定律在生活、生产中的应用。

4。

［科学态度与责任]了解科学技术与社会环境的关系，具有节约能源的意识，培养自觉保护环境的行为习惯。

阅读本节教材,回答第79页“问题”并梳理必要知识点。

教材P79问题提示：都是电能转化为其他形式的能。

一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2．电功（1）定义:电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。

（2)公式：W＝UIt。

（3)单位：国际单位是焦耳,符号是J.3．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＝错误!＝UI。

（3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。

二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。

2．表达式：Q＝I2Rt.3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系:电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能.(2）功率关系:电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和,即：P电＝P机＋P损，P电＝UI,P损＝I2R。

2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”）（1）电功与电能不同，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）焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路。

参考方向 实际方向
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I （负载）
若 P = UIa 0
I
+ + “发出功率”
-
U_ b
（电源）
(２)当U和I参考方向选择不一致的前提下
若 P = UI 0
a +
b U_ R
“吸收功率” I （负载）
若 P = UI 0
I
+
-
+
U_
“发出功率” （电源）
中间环节：连接电源和负载的部分，其传输和分 配电能的作用。例如：输电线路
举例：（电子电路，即信号电路）
放 大 器
电源 （信号源） 中间环节
负载
电路的作用之二：传递和处理信号。
1.2 电路模型
I
电 池
灯 泡
+ E
_
+
RU
_
电源
负载
理想电路元件：在一定条件下，突出其主要电磁性能， 忽略次要因素，将实际电路元件理想化
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于 由节点流出的电流。或者说，在任一瞬间，一个节
点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I I I I 0
1
3
2
4
克氏电流定律的依据：电流的连续性
克氏电流定律的扩展
电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面。
例 I1 A
I
a
+
RO
+
U
E_
-
b
I=0

高二物理第一章电学公式用法高二物理第一章电学公式用法：高中物理电学部分所有公式 -.txt如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光!我允许你走进我的世界，但绝不允许你在我的世界里走来走去。

高中物理电学部分所有公式所有电学部分的公式以及每个字母所表示的物理量及其单位满意答案：欧姆定律的应用:①同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,其电流随电压增大而增大.(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联,串得越多,电阻越大)①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)②电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个等值电阻串联,则有R 总=nR④分压作用:=;计算U1,U2,可用:;⑤比例关系:电流:I1:I2=1:1 (Q是热量)电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联,并得越多,电阻越小)①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③电阻:(总电阻的倒数等于各电阻的倒数和)如果n个等值电阻并联,则有R 总=R④分流作用:;计算I1,I2可用:;⑤比例关系:电压:U1:U2=1:1 ,(Q是热量)六, 电功和电功率1. 电功(W):电能转化成其他形式能的多少叫电功,2.功的国际单位:焦耳.常用:度(千瓦时),1度=1千瓦时=3.6106焦耳.3.测量电功的工具:电能表4.电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W焦(J);U伏(V);I安(A);t秒).利用W=UIt计算时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量.还有公式:=I2Rt 电功率(P):表示电流做功的快慢.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦公式:式中单位P瓦(w);W焦;t秒;U伏(V),I安(A)利用计算时单位要统一,①如果W用焦,t用秒,则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时,t用小时,则P的单位是千瓦.10.计算电功率还可用右公式:P=I2R和P=U2/R11.额定电压(U0):用电器正常工作的电压.另有:额定电流12.额定功率(P0):用电器在额定电压下的功率.13.实际电压(U):实际加在用电器两端的电压.另有:实际电流14.实际功率(P):用电器在实际电压下的功率.当U U0时,则P P0 ;灯很亮,易烧坏.当U U0时,则P P0 ;灯很暗,当U = U0时,则P = P0 ;正常发光.15.同一个电阻,接在不同的电压下使用,则有;如:当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4.例"220V100W"如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦.)16.热功率:导体的热功率跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比.17.P热公式:P=I2Rt ,(式中单位P瓦(W);I安(A);R欧();t秒.)18.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有:热功率=电功率,可用电功率公式来计算热功率.(如电热器,电阻就是这样的.) 补充：电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.6010-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k=9.0109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量｝5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝6.电场力：F=qE {F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝7.电势与电势差：UAB=A-B，UAB=WAB/q=-EAB/q8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝9.电势能：EA=qA {EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)｝10.电势能的变化EAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝11.电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝13.平行板电容器的电容C=S/4kd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，：介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=EK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m 注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算：1F=106F=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.6010-19J;(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕。