新教材物理一轮总复习-第十章电路及其应用电能第2讲电能能量守恒定律学案.docx

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1、第2讲电能能量守恒定律课 程 标 准1.理解闭合电路欧姆定律会测量电源的电动势和内阻2通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用3理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的热现象素 养 目 标物理观念：了解能量观念在电路中的应用科学思维：动态分析法在电路中的重要应用科学探究：探究电源两端电压与电流的关系科学态度与责任：电路在生产、生活实际中的重要应用，用电安全、节能意识内化于心，外成于行必备知识自主落实一、电功、电功率及焦耳定律1电功(1)定义：是指电路中_力对定向移动的自由电荷所做的功 (2)公式：W_UIt在任何电路中都适用2电功率(1)定义：电流在一

2、段电路中所做的_与通电_之比叫作电功率(2)公式：P_UI适用于任何电路3焦耳定律(1)电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_，跟导体的电阻及通电时间成_(2)公式：QI2Rt计算电热都可以用二、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_能，还有一部分转化为_能，即P电P机P损，其中P电_，P损_三、闭合电路的欧姆定律1电动势(1)电源：电源是通过_做功把其他形式的能转化为_的装置(2)电动势定义：在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的_之比来表示电源的这种特性，叫作电动势即E 其大小由电源本身决定物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成_本领的

3、大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压(3)内阻：电源内部导体的电阻2闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_(2)公式I只适用于纯电阻电路EU内U外适用于任何电路(3)路端电压U与外电阻R的关系R增大，则U随R的增大而_断路时，I0，U_短路时，I短，U_(4)路端电压U与电流I的关系：U_也叫外电压走进生活如图甲所示为某家庭使用的智能电饭煲，其铭牌如图乙，假定该家庭用此电饭煲每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价1 kWh为0.54元，则该电饭煲(1)工作时的额定电流为0.41 A()(2)保温时的电流为0.2 A()(

4、3)每次煮饭需消耗电能4.5 kWh()(4)一年因煮饭而产生的电费约为177元()关键能力精准突破考点一电路中的能量1纯电阻电路的特点(1)电路中只含有纯电阻元件，如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等(2)遵循欧姆定律I.(3)电流通过纯电阻电路时，电流做功所消耗的电能全部转化为内能，电功等于电热，即：WUItI2RttPUII2R2非纯电阻电路的特点(1)在任何电路中，P电UI、P热I2R、WUIt、QI2Rt都适用(2)不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中UIR，其中U为非纯电阻用电器两端电压，R为该用电器的电阻(3)电流通过电路时，电流做功消耗的电能除了转化为内能外，还要转化成其他形式的能，如

5、机械能、化学能等，即WE其他Q，PP热P其他考向1纯电阻电路例12022江苏卷如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R12 ，R23 ，R32 ，R4 4 ，电源电动势E12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()AR1BR2CR3DR4解题心得考向2非纯电阻电路例2 某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220 V电压下工作下列说法正确的是()电吹风额定电压220 V电吹风额定功率热风时：990 W冷风时：110 WA.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B.该电吹风中电动机的内电阻为440 C.吹热风时电热丝的功率为990 WD.吹

6、热风时通过电热丝的电流为4 A解题心得针 对 训 练1.有两个标有“110 V，25 W”和“110 V，60 W”字样的灯泡，要把它们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的()考点二电源的功率电源总功率任意电路：P总EIP出P内纯电阻电路：P总I2(Rr)电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路：P出UIP总P内纯电阻电路：P出I2R电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%由P出与外电阻R的关系图像可知：当Rr时，电源的输出功率最大，为P出m.当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越小当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越大当P出

7、P出m时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.例3 2023潍坊模拟如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R6 的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成闭合回路已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示下述说法中正确的是()A图乙中Rx15 B电源的电动势E10 V，内阻r4 C滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25 A解题心得针 对 训 练2.2023浙江杭州中学期中如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r.图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中

8、功率P0分别对应电流I1、I2，外电阻R1、R2.电流表为理想电表，下列说法中正确的是()AI1I2BI1I2CD考点三电源的UI图像1截距纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即I短(如图所示)2斜率图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r，斜率的绝对值越大，电源的内阻越大3面积面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总EI，P总P出EIUI为电源的发热功率4图线上的点图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即R.例4 2023浙江金华十校联考如图甲是连接电动机的电路，闭合开关，在滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变

9、化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则()A该电动机的内阻为2 B该电路中电源的电动势为3.4 VC此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 WD若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 教你解决问题审题读图解题心得针 对 训 练320231月湖南普高校招生适应性考试有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示将一个6 的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是()A甲电源 B乙电源C丙电源 D丁电源4.2023河南周口月考(多选)如图所示，a、b分别是一电

10、源和一小灯泡的UI图线，图线a与纵、横轴的交点坐标为(0，U1)和(I1，0)，两条图线的交点坐标为(I2，U2)，图线b在交点的切线与横轴交点的坐标为(I3，0)，则下列说法正确的是()A小灯泡的电阻随着电流的增大而减小B电源与小灯泡串联形成简单闭合回路且通过的电流都为I2时小灯泡的电阻为C电源的电动势为U1D电源的内阻为考点四电路的动态分析及含容电路分析1动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化2动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路变化支路(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起

11、的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论3电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压4电容器电压变化与充、放电关系例5 2023天津三中模拟(多选)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，开关S闭合，不考虑电流表和电压表对电路的影响，则以下分析正确的是()A当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表的示数减小，电流表的示数增大B若只让开关从闭合到断开，电压表、电流表示数都变大C若只让开关从闭合到断开，R6上将产生由M点到N点

12、的电流D若实际实验时发现电流表的示数为零，电压表示数不为零，则可能是R4断路解题心得针 对 训 练5.(多选)如图所示为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得，秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置关于该电子秤，下列说法正确的是()A物体质量越小，电流表的示数越大B物体质量越大，电流表的示数越大C物体质量越大，电路中的总电阻越大D物体质量越小，电路中的总电阻越大6交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表

13、当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()A电压表的示数变大，电流表的示数变小B电压表的示数变小，电流表的示数变小C酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变第2讲电能能量守恒定律必备知识自主落实一、1(1)静电(2)Uq2(1)功时间(2)3(1)正比正比二、机械内UII2R三、1(1)非静电力电势能(2)电荷量电能2(1)正比反比(3)增大E0(4)EIr走进生活答案：(1)(2)(3)(4)关键能力精准突破例1解析：由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联并联电路部分的等效电阻为R并2 由闭合电路欧姆定律可知，干

14、路电流即经过R1的电流为I1I3 A.根据并联电路规律，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则R2中电流I22 AR3、R4串联支路中电流I3I41 A.四个灯泡的实际功率分别为P1R118 W，P2R212 W，P3R32 W，P4R44 W所以四个灯泡中功率最大的是R1，选项A正确答案：A例2解析：开关S1、S2都闭合时，电动机和电热丝并联工作，电吹风吹热风，故A错误；开关S2闭合时，电吹风吹冷风，110 W电机机械功率电机内阻热功率，由于电机机械功率未知，电吹风中电动机的内电阻不可求，故B错误；吹热风时，电动机和电热丝并联工作，吹热风时电热丝的功率为990 W110 W880 W，故C错

15、误；电热丝的功率880 W220 VI，解得I4 A，故D正确答案：D1解析：额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由P可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器分得的电压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P2(P1P2)2(2560)W170 W，有用电功率为85 W；对于B，若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P2P2260 W120 W，有用电功率为85 W；对

16、于C，因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110 V，25 W)两端电压将大于110 V而被烧毁所以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170 W，有用的电功率为85 W综上所述，只有B选项符合题意答案：B例3解析：由题图乙知，当RPRr10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，R6 ，则r4 ，最大功率P2.5 W，解得E10 V，B正确；滑动变阻器的阻值为5 与阻值为Rx时消耗的功率相等，有()2RP()2Rx，解得Rx20 ，A错误；当回路中电流最大时，即RP0时定值电阻R消耗

17、的功率最大，C错误；当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，且最大值为Imax A1 A，所以，调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流不会达到1.25 A，故D错误答案：B2解析：由闭合电路欧姆定律得UEIr，而输出功率PUIEII2r，由题意可得rr，化简可得I1I2，故A错误，B正确；根据P0R1R2及闭合电路欧姆定律I，可得R1R2，化简得，故C、D错误答案：B例4解析：当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，可视为纯电阻，则该电动机的内阻为rM4 ，A错误根据EU2Ir，当U23.4 V时I0.1 A；当U23.0 V时I0.3 A；代入方程解得该电路中电源的电动势为

18、E3.6 V，r2 ，B错误此电路中，电动机的最大输出功率为PUII2rM0.54 W，C错误；当电动机两端电压超过U10.8 V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I0.2 A，则由电路可知EU1I(Rr)，解得R12 ，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 ，D正确答案：D3解析：U I图像的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知丁电源内阻r最小，再由PR知，r越小，定值电阻消耗的功率越大，故选D.答案：D4解析：从图线b可以看出小灯泡的值随着电流的增大而增大，即小灯泡的电阻随着电流的增大而增大，选项A错误；当小灯泡与电源串联形成闭合电路时，由UI图线可知，回路中的电流为I2时，

19、路端电压为U2，可知小灯泡的电阻R，而不是R，选项B错误；由闭合电路欧姆定律有UEIr.结合UI图线可知电源的电动势为EU1，内阻r，选项C、D正确答案：CD例5解析：将滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，总电流增大，则内阻和R1两端的电压增大，所以右边并联部分的电压减小，通过R3的电流减小，而总电流增大，电流表示数增大，则R2两端的电压增大，所以R4两端的电压减小，电压表示数减小，A正确；若只让开关从闭合到断开，总电阻变大，总电流减小，则右边并联部分的电压变小，电流表示数减小，R4的电流变小，所以电压表示数变小，B错误；若开关从闭合到断开，总电阻增大，

20、总电流减小，并联部分电压变小，电容器放电，所以R6上将产生由点N到点M的电流，C错误；电流表示数为零，说明与电流表串联的部分电路不通或电阻过大，电压表示数不为零，则与电压表并联的部分电阻断开，即可能是由于R4断路，D正确答案：AD5解析：物体质量越小，则P点的位置越接近a端，滑动变阻器的电阻越大，则电路中电流越小，电流表的示数越小，A错误，D正确；同理，物体质量越大，则P点的位置越接近b端，滑动变阻器的电阻越小，则电路中电流越大，电流表的示数越大，B正确，C错误答案：BD6解析：当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时R的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流I变大，所以电流表的示数变大R两端电压为UEI(R0r)变小，所以电压表的示数变小，故A、B错误；因为不知道外电阻R0R与电源内阻r的关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故C错误；电压表示数为UEI(R0r)，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为R0r，保持不变，故D正确答案：D