2019-学年度沪科版选修3-1-4.4--电路中的能量转化与守恒-课件(共13张PPT)教育精品.

4.4电路中的能量转化与守恒一、部分电路中的电功与电热1、电功与电功率的计算WqU2、电流发热的计算UIt2QIRtQQPt2IRWPtUI一、部分电路中的电功与电热3、纯电阻电路中的电功和电功率WQUIt2IRt2UtR（1）电路特点：②电能→内能。（2）电功与电热的计算：QPPUI2IR2UR①满足欧姆定律UIR＝一、部分电路中的电功与电热4、非纯电阻电路中的电功和电功率WUIt（1）电路特点：②电能→内能和其它能。（2）电功与电热的计算：PUI2QPIR2QIRtWQEQ其它①不满足欧姆定律，即UIR。QQPPPP其它二、闭合电路的能量转化与守恒EUU外内EIUIUI外内电源总功率电源输出功率电源消耗功率1、电源的总功率当外电路是纯电阻电路时：22EIIRIr（对1C电荷W非＝W电）二、闭合电路的能量转化与守恒2、电源的输出功率①若R变化，当R＝r时，P外最大：PUI外外＝当外电路为纯电阻电路时：2PIR外＝2ERRr＝（）224ERrrR＝（－）+②若r变化，当r＝0时，P外最大：可以看出：一般公式：P外＝E2/4rP外＝E2/RP外0R②当R≠r时，同一功率P外对应两个阻值R1、R2。rE2/4rR1R2P外3、电源的效率100%PηP外①当R＝r时，P外最大,η＝50%；当外电路为纯电阻电路时：②当R＝∞时，η＝100%（无实用意义）。可以看出：一般公式：100%PηP外100%UIEI外＝1100%1rR＝η0R100%50%r二、闭合电路的能量转化与守恒三、小结EIUIUI外内纯电阻电路22224UEPUIIRRrRrR外外＝＝＝＝（－）+1、电源的能量转化2、电源的能量转化效率100%100%PUIηPEI外外＝纯电阻电路1100%1ηrR＝1、一台电风扇的额定功率为60W，内电阻为2Ω，当它接在220V的电压下正常运转，求：(1)风扇正常运转时，通过它的电流强度多大？每秒钟有多少电能转化为机械能？(2)若接上电源后，风扇因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？它实际消耗的电功率多大？此时会发生什么问题？四、课堂练习解：(1)60A0.27A220PIU＝＝＝由能量守恒定律得：2PtIRtE机械解出：E机械＝60.0J(2)风扇不转，相当于纯电阻。则：220A110A2UIR＝＝＝实际功率为：2241102W2.4210W24.2kWPIR＝＝＝＝由于电风扇实际消耗的电功率远大于其额定功率，且电能全部转化为内能，故风扇电机将被烧坏。2、电路图如图所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝3Ω.(1)当R为何值时，R消耗的功率最大，最大值为多少？(2)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？(3)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？解：从乙图中看出，电源内阻为2057.52r(1)当R＝r′=R0+r时，R消耗的功率最大：(2)当R＝0时，R0消耗功率最大：(3)当R+R0＝r时，电源的输出功率最大：214mEPr2220020()()3W=10.4W37.5mEPRRr22320W=13.3W447.5mEPr204()ERr220W=9.52W4(37.5)3、有三个电阻的阻值及额定功率分别为R1＝10Ω、P1＝10W，R2＝20Ω、P2＝80W，R3＝5Ω、P3＝20W，它们组成的电路如下图甲、乙、丙所示，关于各图的说法中正确的是()。A．图甲两端允许加的最大电压为60VB．图乙电路允许流过的最大电流为3.5AC．图丙两端允许加的最大电压为17.5VD．图丙电路允许消耗的最大功率为110WBC作业1、课外练习：1题。2、书面作业：2题。第92页家庭作业与活动3、课外研究：按92页“多学一点”，比较P外与R的关系和P外与U外的关系是否一致。