2.6 焦耳定律 电路中的能量转化学案

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第二章直流电路

第6节焦耳定律电路中的能量转化

●●●目标导航●●●

1、理解电功、电功率的概念、公式的物理意义，了解实际功率和额定功率。

2、了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。

3、知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4、能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

◆◆◆课前预习◆◆◆

〖自主学习〗

一、电功和电功率

1．电功：

(1)定义：移动电荷所做的功，简称电功．

(2)公式：，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U与电路中的电流I和通电时间t三者的乘积．

(3)国际单位制中的单位是：，符号是

2．电功率：

(1) 的比值，叫做电功率，它在数值上等于时间内电流所做的功．

(2)公式：，此式表明一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U 和电路中电流I的乘积．

(3)国际单位制中的单位是：，符号是 1 W＝1 J/s.

二、焦耳定律热功率

1．焦耳定律：

(1)内容：电流通过电阻产生的热量跟成正比，跟成正比，跟成正比．

(2)公式：

(3)焦耳热：电流通过电阻而产生的热量称为焦耳热．

2．热功率：

(1) 的比值，叫做热功率．

(2)公式：

三、电路中的能量转化

1．在纯电阻元件中，电流使电阻发热，电能全部转化为，电功率热功率。即：

2．在电动机、电解槽等用电器中，电能要分别转化为机械能、化学能等，还有一部分转化为电阻的，这时P电＝P热＋

3．式子IE＝IU＋I2r的物理意义是：电源把转化为电能的功率IE，等于电源输出功率IU与电源内电路的热功率I2r之和.

★★★课堂突破★★★

〖探究1〗电功和电功率

在日常生活中，经常会用到家用小电器，例如电吹风、电熨斗等，它们都会分为几

挡，像电吹风可以吹暖风和热风．

（1）它们工作时，能量是如何转化的？能量的转化是通过什么做功实现的？

（2）电流做功的实质是什么？

（3）如图所示，已知电路两端的电势差为U ，电路中的电流为I ，在t 时间内通过导体某截面的电荷量是多少？把这些电荷从左端移到右端，静电力做功是多少？

（4）电流做功的快慢如何表示？

（5）理解额定功率、实际功率

〖典例1〗下列说法正确的是（ ）

A ．电流做功的实质是静电力对电荷做功

B ．电功率越大，表示电流做功越多

C ．某导体两端电压为10 V ，当通过2 C 的电荷时，电流做功的功率为20 W

D ．两盏额定功率相同的灯泡A 和B ，其额定电压U A >U B ，两灯正常发光时，

灯泡的电流I A >I B

〖典例2〗 一灯泡标有“220V ，100W”字样将其接到110V 的电源上（不考虑灯泡电阻的变化），则有 （ ）

A 、灯泡的实际功率为50W

B 、灯泡的实际功率为25W

C 、通过灯泡的电流为额定电流的21

D 、通过灯泡的电流为额定电流的4

1 〖探究2〗焦耳定律和热功率

电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能，这就是电流的热效应。电流通过电阻产生的热量，称为焦耳热。

（1）如何计算焦耳热？

（2）如何描述发热的快慢？

〖探究3〗电功和电热的比较

（1）某同学家中有一只电炉，电阻为50 Ω，试计算该电炉接到220 V 电源上在100秒的时间内消耗的电能和产生的热量．

（2）某同学家中有一电风扇，电阻为80 Ω，当加上220 V 的电压时电流为0.25 A ，试计算该风扇工作100 秒时间消耗的电能和产生的热量．

（3）通过上面的计算比较消耗的电能和产生的热量之间的关系．

（4）什么电路是纯电阻电路？非纯电阻电路？

（5）电功和电热的计算公式比较

〖典例3〗下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )

A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多

B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2Rt ＝U 2R

t 只适用于纯电阻电路 C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2R

D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路

〖典例4〗一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（）

A．电动机的输出功率为U2／R B．电动机的发热功率为I2R

C．电动机的输出功率为IU-I2R D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R

〖探究3〗电路中的能量转化

（1）在电源内部，能量是如何转化的？

（2）在外电路上，能量是如何转化的？

（3）你能从能量转化与守恒的角度来理解闭合电路欧姆定律吗？

〖典例5〗一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗功率66 W，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

第6节焦耳定律电路中的能量转化

班级姓名评价

■■■课时作业■■■

1.关于电功W和电热Q的说法正确的是( )

A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q

B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q

C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立

D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立

2．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间。比较它们产生的热量，结果是()

A．电风扇最多B．电烙铁最多

C．日光灯最多D．一样多

3．如图所示为某两个电阻的U－I图象，则R1∶R2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是()

A．2∶12∶11∶2

B．2∶11∶22∶1

C．1∶21∶22∶1

D．1∶22∶11∶2

4．电阻R和电动机串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生

热量为Q2，则有()

A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2

C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2

5．A、B为“220 V100 W”的两盏相同的灯泡，C、D为“220 V40 W”的两盏相同的灯泡。现将四盏灯泡接成如图所示的电路，并将两端接入电路（不考虑灯泡电阻的变化），各灯实际功率分别为P A、P B、P C、P D。则实际功率的大小关系为( ) ＝P B，P C＝P D B．P A＝P D＞P B＝P C

A．P

C．P D＞P A＞P B＞P C D．P B＞P C＞P D＞P A

6．日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是()

A．IU＞P B．IU＝P

C．P＞I2(R1＋R2) D．P＝I2(R1＋R2)

7．标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的灯泡L1和L2串联接在某电源上，设灯丝电阻不变，则()

A．通过灯L1、L2的电流之比为2∶1

B．灯L1、L2的实际功率之比为1∶2

C．电源电压为12 V时，灯L1、L2均正常发光

D．电源电压为9 V时，灯L2正常发光

8．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，物体A重20 N，不计摩擦力，求：

(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；

(2)电动机输入功率和输出功率；

(3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度；

(4)这台电动机的机械效率.

第三章能量的转化与守恒知识点大全

九年级上第三章能量的转化与守恒辅导与提高 【第1学时】 第1节能量的相互转化 一、能量的转化与转移 1、多种形式的能量：机械能（动能和势能）、势能（弹性势能和重力势能）、内能、化学能、电能、光能、太阳能、核能 【能量是多种形式存在的，但要注意一个物体可以同时具有多种形式的能】 （1）机械能：存在于运动的物体（动能）或具有一定高度的物体（重力势能）或发生弹性形变的物体（弹性势能）中； （2）内能：物体内部分子动能和分子势能的总和；任何物体都具有内能，又叫热能；（3）光能：能发光的物体具有的能量，太阳能属于光能； 2、能量的转化与转移 （1）能量的转化：从一种形式转化为另一种形式的能； ★分析某过程中能量转化的步骤： ①明确研究对象和所要研究的过程； ②物体在起始位置所具有的能量的形式； ③物体在最终位置所具有的能量的形式； （2）能量的转移：从一个物体转移到另一个物体； （3）能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式；（4）要获得一种能量必须以消耗另一种能量为代价，所谓“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程； 【第2学时】 第2节能量转化的量度 一、功 1、做功的两个必要因素：缺一不可（同时性、同向性、同体性） （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离； 2、力对物体没有做功的三种情况：“有劳无功” （1）没有力，但有距离：“无劳无功” 如：物体没有受到力的作用，但因为惯性通过一段距离，也就没有什么力做功； （2）有力的作用，但没有距离的移动：也就在力的方向上没有通过距离，力对物体不做功； “有劳无功” 如：一个静止的汽车，一个人用了很大的力推他，但不动，因此推力对汽车没有做功；（3）物体受到力的作用，也运动了一段距离，但在力的方向上没有距离的移动，这个力对物体没有做功；“劳动无功” 如：手提着水桶在水平面上运动了一段距离，水桶虽然受到提力的作用，但是由于力的方向始终竖直向上，且移动的是水平距离，不在同一方向上，故而提力对水桶没有做功； 3、做功的表示说法：力对受力物体做功、施力物体对受力物体做功、施力物体做功、力做功； 二、功的计算

高中物理必修2能量 能量转化与守恒定律-例题解析

能量 能量转化与守恒定律-例题解析 与前面学习的机械能守恒受条件限制不同，能量的转化和守恒是无条件的.能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一.任何形式的能量相互之间都可以转化，但转化过程并不减少它们的总量. 我们在分析物理过程、求解实际问题时，对减少的某种能量，要能追踪它的去向；对增加的能量，要能查寻它的来源.可以按照“总的减少量等于总的增加量”列出数学方程. 能源利用实际就是不同形式能量间的转换，把不便于人们利用的能量形式转变成便于利用的形式.(比如把水的机械能转变成电能) 【例1】 一质量为2 kg 的物块从离地80 m 高处自由落下，测得落地速度为30 m/s ，求下落过程中产生的内能.(g =10 m/s 2 ) 思路:下落过程中减少的机械能变成了内能. 解析:根据能量守恒，产生的内能为： E =mgh － 21mv 2=(2×10×80－2 1 ×2×302) J=700 J. 【例2】 如图4－28，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A 和B 连接，A 的质量为4m ，B 的质量为m .开始时将B 按在地上不动，然后放开手，让A 沿斜面下滑而B 上升.物块A 与斜面间无摩擦.设当A 沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了.求物块B 上升的最大高度. A B 图4－28 思路:本题是恒力作用的情形，可以采用隔离法，用牛顿定律求解，也可以利用机械能守恒求解.现在 我们直接根据普遍的能量守恒定律求解. 物块A 下滑时，减少的重力势能有三个去处：使自己的动能增加，使物块B 的动能、重力势能都增加. 细线断后，物体B 做竖直上抛运动. 解析:细线断时，A 、B 的速度大小相同，设为v ，B 上升的高度为h 1=s ，由能量守恒得： 4mgs sin θ= 21×4m ×v 2+2 1mv 2 +mgs 设物体B 在细线断后还能再上升h 2，单独对物体B 上升h 2的这一段用能量守恒得： 2 1mv 2 =mgh 2 联立以上两式可得：h 2= 5 1s 所以，物体B 上升的最大高度为：h =h 1+h 2= 5 6s . 点评:当我们直接用普遍的能量守恒定律求解时，发现根本不需要再去考虑零势能面、机械能守恒的条件了. 【例3】 “和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海.此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量E ′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量变化).(1)试导出用下列各物理量的符号表示散失能量E ′的公式.(2)算出E ′的数值(结果保留两位有效数字). 坠落开始时空间站的质量M =1.17×105 kg ；轨道离地面的高度为h =146 km ；地球半径R 地=6.4×106 m ；坠落

2019版必修3第十二章电路中的能量转化

电路中的能量转化 如图 12.1-3 ，当电动机接上电源后，会带动风扇转 动，这里涉及哪些功率？功率间的关系又如何？ 【例题】一台电动机，线圈的电阻是0.4 Ω， 当它两端所加的电压为220V 时，通过的电流是 5A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各 是多少？分析本题涉及三个不同的功率：电动机消 耗的电功率 P 电、电动机发热的功率 P 热和对外做 功转化为机械能的功率 P 机。三者之间遵从能量守恒定律，即 P 电＝ P机＋ P热解由焦耳定律可知，电动机发热的功率为 P热 ＝I2R＝52×0.4W＝10W电动机消耗的电功率为 P电＝ UI＝ 220× 5W＝ 1100W 根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为 P机＝ P电－ P热＝ 1100W －10W ＝1090W 这台电动机发热的功率为10W，对外做功的功率为 1090W 。 练习与应用 1.试根据串、并联电路的电流、电压特点推导：串联电路和并联电路各导体消耗的电功率与它们的电阻有什么关系？

2.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状 态，另一种是水烧干以后的保温状 态。图 12.1-4 是电饭锅的电路图， R1是电阻， R2是加热用的电 阻丝。（ 1）自动开关 S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状 在保态？说明理由。（2 ）要使电饭锅温状态下的功率是加热状态的 一半， R1R2 应该是多少？

3.四个定值电阻连成图 12.1-5 所示的电路。 RA 、 RC 的规格为 “ 10V4W ”，RB 、RD 的规格为“ 10V2W ”。请按消耗功率大小的顺序 排列这四个定值电阻，并说明理由。 4.如图 12.1-6 ，输电线路两端的电压 U 为 220V ，每条输电线的电阻 R 为 5Ω，电热水器 A 的电 阻 RA 为 30 Ω。求电热水器 A 上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻 RB 为 40Ω的电热水壶 B ， 则 电热水器 和电热水壶消耗的功率各是多少？ 闭合电路的欧姆定律练习与应用 1.某个电动势为 E 的电源工作时，电流为 I ，乘积 EI 的单位是什么？从电动势的意义来考 虑， EI 表 示 什么？ 2.小张买了一只袖珍手电筒， 里面有两节干电池。 他取出手电筒中的小灯泡， 看到上面标有“ 2.2V0.25A ” 的字样。小张认为，产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。由此，他 推算出了每节干电池的内阻。如果小张的判断是正确的，那么内阻是多少？ 提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻等于各个电池的内阻之和。 3.许多人造地球卫星都用太阳电池供电（图 12.2-7 ）。太阳电池由许多片电池板组成。某电池板不接 负载时的电压是 600μV ，短路电流是 30 μA 。这块电池板的内阻是多少？ 4.电源的电动势为 4.5V 、外电阻为 4.0Ω时，路端电压为 4.0V 。如果在外电 路并联一个 6.0Ω的电阻，路端电压是多少？如果 6.0Ω的电阻串联在外电 路中，路端电压又是多少？ 5.现有电动势为 1.5V 、内阻为 1.0Ω的电池多节，准备用几节这样的电池串联起来对一个工作电压为 6.0V 、工作电流为 0.1A 的用电器供电。问：最少需要用几节这种电池？电路还需要一个定值电阻来 分压，请计算这个电阻的阻值。 6.图 12.2-8 是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动S 闭合，电动机工作，车

九年级科学第三章能量的转化与守恒知识点整理汇总

能量的转化与守恒 1．能量转化的普遍性 （1）雪山上疾驰的汽车被快速滑落下来的积雪推翻并吞没，积雪的势能转化为动能。 （2）人造卫星在太空中的电能靠太阳能转化而来。 （3）火山地带的热泉水向外喷出的能量多由地热能转化而来。（4）青蛙从地上跃起，捕捉害虫的能量是由生物质能转化的。 大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。所谓“消耗能量”“应用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移过程。能量转化是一个普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。 2．能量的转化和转移 各种能量之间都可以相互转化，同种能量在不同的物体上可以发生转移。 （1）胶片感光成像——光能转化为化学能； （2）激光切割金属——光能转化为内能； （3）特技跳伞——机械能转化为内能； （4）水电站发电——机械能转化为电能； （5）植物生长需要阳光——太阳能转化为生物质能（生物化学能）（6）森林火灾——化学能转化为内能；

（7）后面的球将前面的球装走——后面球的动能转移到前面的球上；（8）热传递——内能从一个物体转移到另一个物体上。 3．识别能量转化和转移的方法 （1）从能的形式变化上辨别能量的转化和转移：如果某物体有能量增减，并且在增减过程中能的形式发生了变化，这个过程就是能的转化过程。如果某物体的能量有增减，且在增减过程中能的形式没有发生变化，这个过程是能量转移的过程。 （2）识别物体的能量转化成了什么能量时，首先要确定物体原来具有什么能量，后来哪些能量有增减，再依据现象分析减少的能量到哪儿去了，增加的能量从哪儿来。 4．能量广泛地联系着各种自然现象 （1）摩擦生热：摩擦属于机械运动，生热与热现象有关，这是机械运动和热现象之间的练习。 （2）电灯发光：电灯与点现象有关，发光与光、热现象有关，这是电现象与光、热现象之间的联系。 （3）电池供电：电池供电是电池内部发生化学反应，这是化学现象与电现象之间的联系。电动机是利用电来使物体运动，这充分体现了电现象与机械运动之间的联系。 各种自然现象都存在着相互联系，这些联系都依存着能量的转化和转移。 5．功：能量转化多少的量度 （1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力

第37课时 闭合电路中的能量转化 含容电路 故障分析(A)

第37课时 闭合电路中的能量转化 含容电路 故障分析（A 卷） 考测点导航 1、电源的功率和效率。 ⑴功率：①电源的功率（电源的总功率）P E =EI ②电源的输出功率P 出=UI ③电源内部消耗的功率P r =I 2 r ⑵电源的效率：%100?= ε η··I U I 2、根据能量的转化和守恒定律，在闭合电路中应有 ，即内出总P P P += 2I I U I r ε=+··· 3、电源的输出功率（在纯电阻电路中） 电源输出功率随外电阻变化的图线如图37—A--1所示，而当外电路电阻等于内电阻时，电源的输 出功率最大。即r P r R m 42 ε= =时当 4、恒定电流中有关电容器问题，在中学阶段一般只研究稳态情况，电容器的“隔直”性质决定了恒定电流电路中含有电容器的支路具有断路的特点。 5、关于电路的故障的分析与排除 电路出现的故障有两个原因：（1）短路；（2）断路（包括接线断或接触不良、电器损坏等情况）。 一般检测故障用电压表． 如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过，可能在并联路段之外有断路，或并联段内有短路．如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联段之外无断路，或并联段内无短路. 典型题点击 1、（2003江苏）在如图37—A--2所示的电路中，电源的电 动势ε＝3.0V ，内阻r ＝1.0Ω， 电阻R 1＝10Ω，R 2＝10Ω，R 3＝30Ω，R 4＝35Ω；电容器的电容C ＝uF ，电容器原来不带电.求接通电键K 后流过R 4的总电量。（本题主要考查闭合电路中的电容问题） 2、如图37—A--3所示理想伏特表和安培表与电阻R 1、R 2、R 3连接的电路中，已知：R 3=4Ω，安 培表读数为0.75A ，伏特表读数为2V ，由于某一电阻断路，使安培表读数为0.8A ，而伏特表读数为3.2V 。(1)哪一只电阻发生断路。(2)电源电动势和内阻各为多大？ （本题主要考查闭合电路的欧姆定律和故障问题的处理） 3、如图37—A--4，电源电动势=9.0V 内阻r=1.0Ω R 1=0.5Ω，求R 2 阻值多大时， (1) 电源输出的电功率 最大?最大输出功率是多少? 此时效率? (2)电阻R 1的电功率最大?最大电功率是多少? (3)滑动变阻器R 2的电功率最大? 最大电功率是多少?（本题主要考查纯电阻电路的电功率的计算，注意考虑等效电源的处理） 4、在图37—A--5所示电路中，ε为电源电动势，r 为电源内阻，R 1为可变电阻，R 0、R 2、R 3、R 皆为固定电阻，当调大R 1时，试定 性推论R 2、R 3、R 0及R 上的功率将如何变化？(本题主要考查电压、电流、电阻和欧姆定律，考查推理能力) 新活题网站 一、选择题 1、将两个阻值不同的电阻R 1、R 2分别单独与同一电源连接，如果在相同的时间内，R 1、R 2发出的热量相同，则电源内阻为[ ] （A ） 12 2 R R + （B ）1212R R R R + （C （D ） 12 12 R R R R + （本题主要考查闭合电路的欧姆定律中的电热问题，本题还可以从U —I 图象上来理解） 2、电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是 [ ] (A)电源的路端电压一定逐渐变小 (B)电源的输出功率一定逐渐变小 (C)电源内部消耗的功率一定逐渐变大 (D)电源的供电效率一定逐渐变小 （本题主要考查闭合电路的欧姆定律中的动态变化分析问题及有关基本概念） 3、如图37—A--6所示，A 、B 两盏电灯完全相同，当滑动变阻器的滑头向左移动时，则[ ] （A ）A 灯变亮，B 灯变亮 （B ）A 灯变暗，B 灯变亮 （C ）A 灯变亮，B 灯变暗 （D ）A 灯变暗，B 灯变暗 （本题主要考查闭合电路的欧姆定律中的动态变化分 析中的功率问题） 图37—A--4 图37—A--1 图37—A--5 图37—A--2 图37—A--3 图37—A--6

谈能量转化与守恒定律

谈能量转化与守恒定律 能量转化与守恒定律：能量既不能创生，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，而总的能量始终保持不变。这就是能的转化与守恒定律——简称能量守恒定律。 作者从教已经有27年了，每次讲完能量转化与守恒的内容后，总感到有很多缺憾，一直想对其中的内容实行一些研究，但始终无从下手。通过对物理学年谱的分析，并仔细阅读了郭奕玲、沈慧君所著的《物理学史》一书中相关内容，同时，分析了同一时期西方近代史、中国近代史，以及部分哲学家的思想，颇有收益，现整理成文后，供大家参考，其中多有不对之处，请大家批评指正。 这篇文章中，作者想尝试说明五点内容：1、定律的形成过程；2、影响定律描述的因素； 3、定律对社会发展的作用； 4、定律与“低碳”； 5、定律与解决物理问题的新方法等五个方面的问题。 一、能量转化与守恒定律的形成过程 19 世纪40 年代以前，自然科学的发展为能量转化与守恒原理奠定了基础。主要从以下几个方面作了准备。 1．力学方面的准备 早在力学初步形成时就已有了能量守恒思想的萌芽。例如，1590年，伽利略研究斜面问题和摆的运动中，理解到物体自由降落所达到的速度能够使它回到原高度。斯梯芬(Stevin，1548—1620)研究杠杆原理，惠更斯研究完全弹性碰撞等都涉及能量守恒问题。17 世纪法国哲学家笛卡儿已经明确提出了运动不灭的思想。以后德国哲学家莱布尼兹(Leibniz，1646—1716)引进活力(Visviva)的概念，首先提出活力守恒原理，他认为用mv2 度量的活力在力学过程中是守恒的，宇宙间的“活力”的总和是守恒的。D．伯努利(DanielBernoulli，1700—1782)的流体运动方程实际上就是流体运动中的机械能守恒定律。永动机不可能实现的历史教训，从反面提供了能量守恒的例证，成为导致建立能量守恒原理的重要线索。 至19 世纪20 年代，力学的理论著作强调“功”的概念，把它定义成力对距离的积分，

12-1电路中能量转化练习题

12-1电路中能量转化 1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度 C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 5．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )

6．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A>U B，则下列说法正确的是() A．两灯正常发光时，灯泡的电流I A>I B B．两灯电阻R A

能量的转化与守恒讲义

能量的转化与守恒 一、能量的相互转化 1．各种形式的能量有：电能、热能、化学能、生物能，机械能（包括动能和势能）、光能、太阳能、水能、风能，原子核能、地热能、潮汐能等。 2．能量的相互转化实质上是能量的转移和转化过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”。能量的转化普遍存在，如动能转化为势能，化学能转化为电能，生物能转化为势能，电能转化为光能和热能等。 二、能量转化的量度（1） 1．做功是表示能量转化的多少。 2．做功的两个必要出素：一是：作用在物体上的力； 二是：物体在力的方向上通过了一段距离。 3．功的定义：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 4．功的公式：W=F ·S （功=力×距离）， F ：作用在物体上的力； S ：物体在F 方向上通过的距离。 5．功的单位：焦耳，简称为“焦”，符号为“J ”，1焦耳=1牛·米 重要提示： 1．物体做功的多少，只与F 和S 有关，而与物体的质量、物体具体的运动状态（是而匀速、变速）无关，与是否受摩擦（即物体表面是否粗糙）等因素也无关。 2．F 和S 必须是同时作用在同一物体上（同一时间内所作用的力和移动的距离）。 三、能量转化的量度（2） 1．功率是表示物体做功快慢的量。（能量转化的快慢） 2．功率的定义：物体在单位时间里完成的功叫功率。 3．功率的公式：P = ，P = F ν。 4．功率的单位：瓦特，简称“瓦”，符号“W ” 单位之间的换算关系：1瓦=1焦／秒，1千瓦=1000瓦；1兆瓦=106瓦- 重要提示： 1．功率大小是由W 与t 共同决定的，做功多的物体不一定功率大。利用其变形公式P= F ν可以用来解释为什么汽车上坡时要减速而加大油门，其解释为：当P 一定时， F 与ν成反比，汽车上坡时，由于发动机的功率一定，司机采用降低速度的方法来获得较大的牵引力的缘故。 四、动能和势能（1） 1．能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（量），能量的单位是焦耳。 2．动能：物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量和速度有关，物体质量越大．运动速度越快，其动能也就越大。 3．势能可分为重力势能和弹性势能。 （1）重力势能是指物体由于被举高而具有的势能．它与物体的质量和物体被举高的高度有关，质量越大．被举得越高，势发生形变能越大。 W t

能量的转化与守恒教案[能量的转化与守恒]

能量的转化与守恒教案[能量的转化与守恒] 能量的转化与守恒导学案 课前预习 读课本，解答下列问题： 1、自然界中有哪些能量？它们分别对应于哪些运动形式？ 2、各种能量之间都可以直接转化吗？ 3、能量既不会，它只会从一种形式个物体到另一个物体，而在和的过程中，能量的总量。这就是能量守恒定律。 课堂导学 教学目标 ☆与技能 1.知道能量守恒定律。

2.能举出日常生活中能量守恒的实例。 3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 ☆过程与方法 1.通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。 2.通过学生讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。 ☆情感、态度与价值观 1.通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。 2.对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。 3.通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。

学习重点：能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。 学习难点：运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。器材：黑色的塑料袋，温度计，小电机，太阳能电池，碎纸屑，乒乓球等 新课导学 一、引入新课 我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？在学生讨论 的基础上，引出本课的课题 二、能的转化 1、想想做做：按照书中的操作，观察发生的现象，说一说发生了那些能量的转化。

能量的转化和守恒 习题(含答案)

能量的转化和守恒习题（含答案） 一、单选题(本大题共4小题，共8.0分) 1. 2. 下列关于能量的说法，正确的是（） A. 小孩从滑梯上滑下，机械能不变 B. 电水壶工作时，将内能转化为电能 C. 金属汤勺放在热汤中，汤勺温度升高，这说明内能是可以转移的 D. “神州十号”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变 3. 用煤炉给1kg的水热，同时绘了如图所加热过程中水温随时 变化图线．若在min内完全燃烧2k的水的比热容为 4.2×103J/kg℃），煤热值3×17Jg．根据题意，下判断不正确的是 （） A. 加热3min水吸热是加热6min水吸热的一 半 B. 水升高相同的温度，吸收的热量是相 同的 C. 相同的加热时间里，水升高的温度不同 D. 煤炉烧水的效率为4.2% 4. 下列关于能量的说法正确的是（） A. 火箭箭体上升过程与大气摩擦后内能减小 B. 匀速行驶的洒水车在水平街道作业过程中动能不变 C. 手机充电过程是化学能转化为电能 D. 用电火炉取暖时电能转化为内能 二、填空题(本大题共7小题，共14.0分) 5. 如图所示为试验中的太阳能汽车，在工作时，先将太阳能转化为______ 能，然后再转化为汽车的______ 能． 6. 如图是饮水机的工作原理电路图，其 中S是一个温控开关，R1为电加热管．A、 B是同型号不同颜色的指示灯．饮水机 工作时，将电能转化为______ 能；当S与2接触时，饮水机 处于______ （选填“加热”或“保温”）状态． 7. 电动机是一种常用的动力机械，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，其线圈电阻为2Ω，当电动机两端加220 V电压时，通过电动机线圈的电流为10A，则1分钟内线圈产生的热量是______ J，电动机的效率为______ ． 8. 2007年11月5日，嫦娥一号成功“牵手”月球，成为中国第一颗月球卫星．火箭发射时燃气燃烧产生的内能转化为火箭的______ 能，卫星在轨道上运行时，工作系统所需的电能是由卫星两翼的电池板吸收______ 能转化来的． 9. 如图所示，LED灯具有节能、环保等特点．一只“220V9W”的LED 灯与一只“220V60W”的白炽灯在正常工作时发光效果相当． （1）该节能灯正常发光10h消耗的电能是______ kW?h． （2）若白炽灯的发光效率为10%，则该节能灯的发光效率为 ______ ． 10. 车已经成为现代生活中不可缺的一分，汽的视镜是______ 选填“透镜”、“凹镜、“凸

闭合电路中的能量转化

闭合电路中的能量转化 教学目标 1．理解电路中的能量转化情况，即在电路中哪部分发生由什么能转化成什么能的问题．加深对能的转化和守恒定律的认识． 2．掌握分析、计算电路中功率及能量的转化的方法． 教学重点、难点分析 1．对电路中各部分做功情况（什么力做功）、能量转换情况（什么能之间的转化）的分析、理解． 2．认清电源输出功率与效率的联系与区别． 3．对非纯电阻电路中能量转化问题的理解、应用． 教学过程设计 教师活动 一、电路中的功与能 能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律．在电路中能量是怎么转化的？请参照图3-4-1所示电路回答并举例． 学生活动 答：电源是把其它能转化为电能的装置．内阻和用电器是电能转化为热能等其它形式能的装置．如化学电池将化学能转化成电能，而电路中发光灯泡是将电能转化成光、热能． 对于一个闭合电路，它的能量应该是守恒的，但又在不同形式间转化，通过什么方式完成呢？（请结合电动势和电压的定义回答）

答：做功．在电源部分，非静电力做正功W非=q ，将其它形式的能转化成电能．而 内阻上电流做功，将电能转化成内能W内=qU′（U′为内阻上的电势降），在外电路部分，电流做功W外=qU（U为路端电压），电能转化成其它形式的能． 这些功与能量间的定量关系如何？ 总结：可见，整个电路中的能量循环转化，电源产生多少电能，电路就消耗多少，收支平衡．答：W非=W内+W外 或q =qU′+qU 二、电功与电热 这部分知识初中学过，可以列出一些问题，让学生回答，教师补充说明即可． 如图3-4-2所示，用电器两端电压U，电流I． 回答：（1）时间t内，电流对用电器做功； （2）该用电器的电功率； （3）若用电器电阻为R，时间t内该用电器产生的热量； （4）该用电器的热功率； （5）电功与电热是否相等？它们的大小关系如何？为什么？ 答： （1）W=UIt （2）P=W/t=UI （3）Q=I2Rt（焦尔定律） （4）P热=Q/t=I2R （5）若电路为纯电阻电路，则

初中九年级物理能量的转化和守恒

第三节能量的转化和守恒 基础知识 1．从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是的过程． 2．英国物理学家法拉第经过10年不懈努力，终于在1831年发现了现象，导致发电机的发明，实现了电能的大规模生产。我国兴建的长江三峡发电机组，是通过能转化为电能。福州市即将兴建的垃圾焚烧电厂，是将垃圾焚烧后获得的能。最终转化为电能。 3．当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_________能转化为壶盖的能。 4．能量转化与守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中机械能转化为电能的是（）A．干电池放电B．给蓄电池充电 C．风力发电D．电动机带动水泵抽水 5．下列现象中，利用内能做功的是（） A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和B．车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花 C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 6．下列说法中错误的是（） A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变 7．我区大力发展火力发电，火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（）A．机械能→内能→化学→能电能B．化学能→内能→机械能→电能 C．化学能→重力势能→动能→电能D．内能→化学能→机械能→电能 综合提高训练 1．指出下列现象中能量的转化和转移情况． （1）气体膨胀做功． （2）植物进行光合作用． （3）燃料燃烧． （4）风吹动帆船前进． 2．如图15-14所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试 管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中， _________的内能减少而软木塞的________能增加． 3．太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转 的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把________能直接转化成 _______能，供通信卫星使用，太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉________m3的煤气．[已知完全燃烧1米3煤气可放出3.9×107J的热量，水的比热为4.2×103J/（kg·℃）] 4．下列事例中，属于做功改变物体内能的是（） A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高

《能量的转化和守恒》教学设计

《能量的转化和守恒》教学设计 天津市汇森中学李宁 一、学情分析： 我校的九年级学生，已基本具备独立思考、自主探究、小组讨论与合作交流的学习习惯，学习热情高，求知欲望强。 学生在本册教材前面已经学过一些能的形式，学习了动能和势能的相互转换及机械能的守恒；内能的改变。通过前面的学习，学生对能量转化已有了初步的了解，为本节“能量的转化与守恒”的学习作了较为全面的铺垫。 另外，在生产生活中到处都有能的形式与转化，学生有一定的知识储备和生活积累。 二、学习内容分析： “能量的转化与守恒”是新课程人教版九年级全一册第十四章第三节的内容。本节前面分别学习了机械能和内能，本章共有三节：热机、热机的效率、能量的转化和守恒。教材从自然界中的各种能量形式的描述，能量在不同物体间的转移，各种形式能量之间的转化出发，从而引出能量转化及守恒定律。因此本节内容是全章的理论基础，也是前面分别阐明能量现象的总结。 三、教学目标： 知识与技能： 1．能列举各种形式的能量。 2．能列举各种能量之间的转化及同种能量之间的转移。 3．知道不同能量形式的转化过程中能量的总量保持不变。 4．知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例。 过程与方法： 1．引导学生，让学生充分发表自己的见解。 2．通过合作、交流、编故事、小实验和成果展示等活动突出学生的主体性地位。 情感态度与价值观： 1．通过列举日常生活中能量转化的例子，让学生认识能量转化的普遍性，体会科学知识源于生活、用于生活，激发学生学习的兴趣。 2．通过问题的设置，培养学生分析、综合和归纳能力。 3．培养探究精神和合作意识。 4．初步形成用能量转化与守恒的观点分析自然现象的意识。 四、重难点分析： 重点：能量的转化和能量守恒定律。 难点：能量在转化与转移中守恒。

§4.6能量 能量转化与守恒定律

§4.6能量能量转化与守恒定律 【学习目标】 一、知识与技能： 1、了解自然界中存在多种形式的能量。 2、知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一． 3、通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性． 4、通过永动机研制的失败，体会能量守恒定律建立的重要性。 二、过程与方法： 1、注意自然界中各种不同形式的能量，体会自然界能量形式的多样性． 2、关注自然界能量相互转化的过程，知道能量的多样性和复杂性，了解人类创造和发明的许多技术设备都是为人类服务的能量转化器． 3、列举自然界中能量转化和转移具有方向性的例子，体会提高能源利用率和节约能源的重要性． 三、情感、态度与价值观 1、认识自然界中各种不同形式能量及其转化，体会自然界能量的多样性． 2、通过能量守恒定律的建立过程，体会自然界的和谐统一． 【学习重点】 1、能量守恒定律 2、能量和转化和转移具有方向性 【知识要点】 各种各样的能量 一、对能量概念的初步认识 能量简称为能.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量. 二、能量形式的多样性 物质的运动形式是多种多样的，物质的每一种运动形式都对应着一种形式的能量.与物体的机械运动对应的能量称机械能.与物体内大量分子热运动及分子间相互作用势能对应的能量称内能，与电磁运动对应的能量称电磁能，与物质的化学运动对应的能量称化学能. 能量之间的相互转化 自然界中，能的表现形式是多种多样的，除了机械能外，还有内能、电能、光能、化学能等，这些能量间可以相互转化，但总的能量不变，即遵守能的转化和守恒定律. 能量守恒定律 一、能的转化和守恒定律 1.定律的内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中总能量守恒.功是能量转化的量度. 2.定律的表达式 E初=E终；ΔE增=ΔE减 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等. 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等. 3.用能量守恒解题的基本步骤 （1）分清有多少种形式的能（如机械能、热能、电能等）在变化. （2）分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式.

公开课教案：2 1能量的转化与守恒教案

20.1 能量的转化与守恒 一、教学目标 1. 知识与技能： （1）知道各种形式的能是可以相互转化的。 （2）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。 （3）列举出日常生活中能量守恒的实例。 （4）有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 2. 过程与方法： （1）通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。 （2）通过学生讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。 3. 情感态度与价值观： （1）通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣。 （2）对能量的转化和守恒有一个感性的认识，为建立科学世界观和科学思维方法打基础。 （3）通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。 二、课时安排 2课时 三、教学重点 能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。 四、教学难点 运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。 五、教学过程 （一）导入新课 提问：1.刀具在砂轮上磨削时，为什么会刀具发热？ 学生思考回答： 原因是通过摩擦力做功，机械能转化为内能。 2.在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水会出现什么现象？出现这一现象的原因？ 学生思考回答 变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。 老师引导：这些实例中，物体的内能增加了，是由其他形式能转化来的或是从其他物体转移来的，今天要学习能的转化和转移过程中数量之间有什么关系？

（二）讲授新课 一.多种形式的能量 1．自然界存在多种形式的能量 提出问题：当今世界的三大产业之一的是能源，自然界中的能量以各种形式存在着，你能说出能量的几种存在形式吗？ 可以让学生回答： 化学能、核能、机械能、电能、磁能、内能等等。 2.日常生活中的烧饭、取暖、照明、出行等都需要能量。我们所需要的能量都是谁提供的呢？ 煤、石油、天然气、电等等。 看图片进一步分析利用能源时需要发生的变化而引入能的相互转化。 二、能量的转化与转移 1.想想做做：按照书中的操作，观察发生的现象，说一说发生了那些能量的转化。 （1）摩擦手，手发热：机械能转化为内能。 （2）黑塑料袋盛水，阳光下，温度升高：光能转化为内能。 （3）连在太阳电池的小电扇对着阳光，转动起来：光能转化为机械能。 （4）钢笔杆摩擦后会吸引小纸片：机械能转化为电能。 看来各种形式的能，在一定的条件下是可以相互转化的，仔细观察下面的能量相互转化的图示，你能不能找到更多的实例？ （1）运动的汽车紧急刹车，汽车最终停下来。这过程中汽车的动能（机械能）转化为轮胎和路面的内能。 （2）把一铁块放入盛有水的烧杯中，用酒精灯加热烧杯内水，直至水沸腾。在这一过程中，铁块从周围水中吸收了热量使它温度升高，内能增加。这过程中水的一部分内能通过热量传递使铁块内能增加。 看图片中能量的转化，出示多媒体图片 2.其他形式的能也可以和内能相互转化。 （1）介绍其他形式能：我们学习过机械运动有机械能，热运动有内能，实际上自然界存在着许多不同形式的运动，每种运动都有一种对应的能量，如电能、磁能、光能、化学能、原子能等。 （2）不仅机械能和内能可以相互转化，其他形式能也可以和内能相互转化，举例说明：（同时放映幻灯片） ①电炉取暖：电能→内能 ②煤燃烧：化学能→内能

能量能量转化与守恒定律

物理·必修2(粤教版) 第六节能量能量转化与守恒定律1．(双选)关于功和能，下列说法正确的是() A．做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度 B．物体做了多少功，就有多少能量发生了转化、转移或消失 C．力对物体做多少功，物体就具有多少能；物体具有多少能，就一定能做多少功 D．水推动水轮机做了3×108J的功，表示水的能量减少了3×108 J 答案：AD 2．关于能量守恒定律，下列说法不正确的是() A．某种形式能量的减少，一定有其他形式能量的增加 B．某个物体能量的减少，一定有其他物体能量的增加 C．不需消耗能量而能持续对外做功的机械——永动机不可能制成 D．绳子吊着物体在空中摆动最终停下，足球滚动一段距离后停下，说明能量消失了 答案：D 3．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中() A．重力势能增加B．动能增加 C．重力做负功D．机械能不守恒

解析：向下运动，高度在降低，重力势能在减小，选项A 错误．向下运动，重力做正功，选项C 错误．已知刹车时速度在减小，所以动能减小，选项B 错误．刹车过程，摩擦力做负功，发热了，所以机械能减小，选项D 正确． 答案：D 4．(双选)短跑比赛时，运动员采用蹲踞式起跑，如图所示，发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心．假设质量为m 的运动员，在起跑时前进距离s 内，重心升高了h ，获得的速度为v ，空气阻力做功为W 阻，则在此过程中( ) A ．运动员的机械能增加了12m v 2 B ．运动员的机械能增加了12 m v 2＋mgh C ．运动员的重力做功为W 重＝mgh D ．运动员自身做功W 人＝12 m v 2＋mgh －W 阻 解析：机械能包括动能和势能，故选项B 正确，A 错误；重心升高h ，运动员的重力做功为W 重＝－mgh ，选项C 错误；由功能关系 可得，运动员自身做功W 人＝12 m v 2＋mgh ＋W ，而W ＝－W 阻，即人克服阻力做的功，故选项D 正确． 答案：BD 5．小明同学在家锻炼身体，做杠铃练习．他将杠铃由静止开始举高H ，并获得速度v .则下列说法中不正确的是( )

第二章 6 焦耳定律 电路中的能量转化

6 焦耳定律 电路中的能量转化 一、电功 电功率 1．电功 (1)定义：电场力移动电荷所做的功，简称电功． (2)公式：W ＝UIt ，此式表明电场力在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 与电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积． (3)单位：焦耳，符号是J. 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. (4)电流做多少功，就表示有多少电能转化为其他形式的能． 2．电功率 (1)电流所做的功与做这些功所用时间的比值叫做电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功． (2)公式：P ＝W t ＝UI . (3)单位：瓦特，符号是W,1 W ＝1 J/s. 二、焦耳定律 热功率 1．焦耳定律 (1)内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比． (2)表达式：Q ＝I 2Rt . 2．热功率 (1)定义：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．它在数值上等于单位时间内电阻通电所产生的热量． (2)表达式：P 热＝I 2R . (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 1．电源是把其他形式的能转化为电能的装置．电源提供的能量一部分消耗在外电路上，电能转化为其他形式的能；一部分消耗在内电路上，电能转化为内能． 2．能量关系：电源提供的能量等于内、外电路消耗的能量之和，即：EIt ＝UIt ＋I 2rt . 功率关系：电源提供的电功率等于内、外电路消耗的电功率之和，即：EI ＝UI ＋I 2r . 对于外电路是纯电阻的电路，其能量关系和功率关系分别为：EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt ，EI ＝I 2R ＋I 2r . 当外电路短路时：I 0E ＝I 02r ，即发生短路时，电源释放的能量全部在内电路上转化成内能，这种状态很危险．

12.1 电路中的能量转化 练习题(解析版)

第十二章电能能量守恒定律 12.1 电路中的能量转化 一、单选题： 1.小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如下表所示，则这些电器一天消耗的电能约为( ) A.6.1×103 W B．6.1×102 J C．2.2×104 W D．2.2×107 J 答案 D 解析根据题表数据可知，每天消耗的电能为W＝2 kW×1 h＋1.2 kW×3 h＋0.1 kW×2 h＋0.016 kW×4 h＋0.009 kW×24 h＝6.08 kW·h≈2.2×107 J，故D正确． 2.关于电功W和电热Q的说法正确的是( ) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立

D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 答案 B 解析W＝UIt是电功的定义式，适用于任何电路，Q＝I2Rt是焦耳热的定义式，也适用于任何电路，如果是纯电阻电路W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错． 3.图中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3 m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能为3×106 J．如果每天等效日照时间约为6 h，光电池一天产生的电能可供30 W的路灯工作8 h．光电池的光电转换效率为( ) A．4.8% B．9.6% C．16% D．44% 答案 C 解析太阳能电池板每天(6 h)吸收的太阳能：W总＝0.3×3×106×6 J＝5.4×106 J，路灯正常工作，P＝P额＝30 W，路灯正常工作8 h消耗的电能：W有＝Pt＝30 W×8×3 600 s＝8.64 ×105 J，则光电池的光电转换效率为：η＝W 有 W 总 ×100%＝ 8.64×105 5.4×106 ×100%＝16%. 4.如图所示为甲、乙两灯泡的I－U图象，根据图象，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中，实际发光的功率约为( )