高中物理人教版必修三第12章第1节 电路中的能量变化

高中物理人教版必修三第12章第1节 包含电路中的能量变化 、 电功和电功率、 焦耳定律等知识要点总结。

• 人教版必修三第12章第1节 电路中的能量变化
• 一、电功和电功率
  • 电功
    • 电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的
    • 电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力的作用下定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加
    • 电功的计算公式：W=UIt
      • 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
      • 电功的单位：焦耳 J
  • 电功率
    • 电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用 P 表示
    • 电功率计算公式
      • 电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积
      • 电功率的单位：瓦特 W
• 二、焦耳定律
  • 焦耳定律
    • 电流做功，究竟电能会转化为哪种形式的能量，要看电路中具有哪种类型的用电器
    • 电流通过电热元件（电阻）做功时，电能全部转化为导体的内能，即电流在这段电路中做的功 W 等于这段电路产生的热量 Q
      • 表达式推导
    • 焦耳定律的内容：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
  • 电流的电功率与电流的发热功率
    • 电流做功的功率即电功率
    • 电流的发热功率
    • 只有满足条件“电流做的功全部变成热”时，电流的电功率与电流的发热功率才相等
    • 当电路中只含有电阻这一种负载时，电路中的电能完全转化为内能，这种电路称为纯电阻电路
      • 只有纯电阻电路中电流的发热功率等于电功率
• 三、电路中的能量转化
  • 分析电路中的能量转化问题要应用能量守恒定律
    • 焦耳定律讨论的是电路中电能完全转化为内能的情况
    • 电路中若含有电动机，则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
    • 电路中若含有正在充电的电池，电能除了转化为化学能之外，还有一部分转化为内能
  • 电路中含有电动机的情况
    • 电动机消耗的功率为P电，电动机对外做功，输出的功率为P机，电动机工作时会发热，也有能量损失，对应的功率为P损