1、第2讲电能能量守恒定律【必备知识自主排查】一、电功、电功率及焦耳定律1电功(1)定义：是指电路中_力对定向移动的电荷所做的功(2)公式：W_(适用于任何电路)2电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的_与通电_之比叫作电功率(2)公式：P_(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热：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：Q_(适用于任何电路)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
2、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，叫作电动势公式：E_单位：伏特，符号为V.2闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路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)；E_(适用于所有电路)3路端电压与外电阻的关系一般情况UIRER+rRE1+rR，当R增大时，U_特殊情况(1)当外电路断路时，I0，U_(2)当外电路短路时，I短Er，U04路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.(2)U I图像如图所示当电路断路时，即I0时，纵坐标的截距为电动势当外电路电压U0时，横轴的截距为短路
3、电流图线斜率的绝对值为电源的内阻【生活情境】下表显示的是生活中常用的电源电池种类电动势干电池1.5 V铅蓄电池2 V锂电池3 V或3.7 V锌汞电池1.2 V电源和用电器组成闭合回路，如图所示：(1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱()(2)电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关()(3)电动势等于电源的路端电压()(4)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大()(5)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(6)闭合电路中的短路电流无限大()(7)一节干电池的电动势为1.5 V，表示该电池将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中，
4、非静电力做了1.5 J的功()(8)电动势为1.5 V的电池比电动势为1.2 V的电池存储的电能多()【关键能力分层突破】考点一电功电热电功率1纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等工作中的电动机、电解槽、日光灯等能量转化电路中消耗的电能全部转化为内能，WQ电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能，WQ电功的计算WUItI2RtU2RtWUIt电热的计算QUItI2RtU2RtQI2Rt是否满足欧姆定律满足不满足2.非纯电阻电路的分析思路处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，
5、利用“电功电热其他能量”分析、求解角度1 纯电阻电路例1 一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc，则()APabPbc BPabPacCPacPbc DPabr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Rac，由PU2R知PabPbcPac，D正确，A、B、C错误答案：D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
6、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错误；电热丝的功率880 W220 VI，解得I4 A，故D正确答案：D1解析：由题中所给信息知：额定电流IPU900 W220 V4.1 A，选项A错误；保温时电流IPU30 W220 V0.14 A，选项B错误；每次煮饭消耗电能W1900103 kW12 h0.45 kWh，选项C错误；一年因煮饭而产生的电费0.4523650.54元177.39元，选项D正确答案：D例3解析：保护电阻消耗的功率为P0E2R0r+R+R02，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，
7、即R0时，P0maxE2R0r+R02620.51.52 W8 W.答案：08 W2解析：由题图可知，当电流为1.5 A时电源的输出功率最大，这时内阻消耗的功率等于输出功率，为9 W，电源的效率为50%，这时电源的总功率为18 W，根据PIE，可求得电源的电动势为12 V，D项正确；由PrI2r可知，电源的内阻为4 ，由于不确定外电路是不是纯电阻电路，因此C项错误；随着电流的增大，内阻消耗功率增大，A项错误；随着电流的减小，电源的效率增大，B项错误答案：D3解析：小灯泡正常工作时的电阻RLU额2 P额10 ，流过小灯泡的电流IP额U额0.3 A，当开关S接1时，R总EI20 ，电源内阻rR总R
8、LR2 ，选项A正确；由“小灯泡正常发光”可知当开关S接2时，电路中的电流与开关S接1时的电流相同，所以电动机的正常工作电压U机EI(RLr)2.4 V，选项B错误；电动机的输入功率P入U机I0.72 W，而它的热功率P热I2R00.18 W，则它输出的机械功率P机出P入P热0.54 W，电动机的效率机P机出P入100%0.540.72100%75%，选项C正确；电源的效率P出P总100%EIrIEI100%90%，选项D错误答案：AC例4解析：由闭合电路欧姆定律UEIr知，当I0时，UE，A正确；U I图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即rUI1.401.0000.40 1 ，B错误；纵轴的电
9、压刻度不是从零开始的，U I图线的横截距不再表示U0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流，是0.40 A，C错误；因为UIr为常数，则1.40 V1.20 V0I1 ，所以I0.20 A，D正确答案：AD4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PER+r2R知，r越小，定值电阻消耗的功率越大，故选D.答案：D5解析：设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律得EIrI(R1R2)I(rR1)U2，则U2(R1r)IE，而U1R1I，故V1、V2对应的U I图线的斜率绝对值分别等于R1、R1r，故C正确答案：C例5解析：滑动变阻器处
10、于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，选项A错误；若仅增大A、B板间距离，板间电压不变，由CS4kd知电容减小，再由电容的定义式CQU可知电容器所带电荷量减少，选项B正确；若仅用更强的光照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，内电压和R3的电压均增大，则电容器板间电压减小，电容不变，由CQU知电容器所带电荷量减少，选项C错误；根据闭合电路欧姆定律得UEIr，因电压表测量的是电源的路端电压，电流表测量流过电源的电流，则可得UIr，保持不变，选项D正确答案：BD6解析：将滑动变阻器的滑片P向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分
11、析得知，路端电压U减小，干路电流I增大，则电压表的示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联电路的电压U2UU1，则U2减小，即I2减少，灯L2变暗，电容器所带电荷量减少，流过电流表的电流IAII2，I增大，I2减小，则IA增大，电流表的示数增大，故C正确答案：C7解析：此闭合电路的外电路由R1、R2、R3构成，R2与R3并联后再与R1串联，电容器两端的电压与R3两端电压相等，光照强度增大时，R2减小，外电路总电阻减小，外电路电压减小，总电流增大，则定值电阻R1两端的电压增大，电压表示数增大，根据U3EI总(R1r)可知，R3两端电压减小，R3功率减小，电流表示数增大，A错误，B正确；平行
12、板电压减小，减小平行板间距时，板间电场可能不变，C错误；电容器两端的电压减小，所带电荷量减少，电容器极板间的场强减小，液滴受到的电场力减小，液滴向下加速运动，D正确答案：BD情境1解析：开关S闭合，电机工作，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知总电流增大，电源的内阻分压增大，路端电压减小，则车灯两端的电压减小，流过车灯的电流减小，A、B正确，C错误；由PEI可知，由于电路的总电流增大，则电源的总功率增大，D正确答案：ABD情境2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：BD情境3解析：(1)没有风时，由闭合电路的欧姆定律得：EU1U1R1(Rr)R1为没有风时金属杆接入电路的电阻，由电阻定律知：R1l0R0代入数据解得R01 /m.(2)有风时，由电路知识得：U2R2R+R2+rE设此时弹簧的压缩量为x，则有：R2(l0x)R0，Fkx代入数据解得：F260 N.答案：(1)1 /m(2)260 N
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