新教材同步輔導2023年高中物理第五章電能與能源的可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)電路中的能量課件粵教版必修第三冊

第五章電能與能源的可持續(xù)發(fā)展學習目標STSE情境導學1.理解電功和電功率的概念.2.知道焦耳定律及其在生活、生產(chǎn)中的應用.3.理解閉合電路中的功率關系電熨斗把電能全部洗衣機主要把電轉化為熱能，消耗能轉化為機械能，的電能等于產(chǎn)生的熱功率小于電功熱能

率

知識點一電功和電功率知識點二焦耳定律1.焦耳定律.內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比，與導體的電阻及通電時間成正比.2.表達式：Q＝I2Rt.3.熱功率.(1)定義：一段電路因發(fā)熱而消耗的功率.(2)公式：P熱＝I2R，單位：瓦特.(3)物理意義：表示電流發(fā)熱快慢的物理量.知識點三閉合電路中的能量1.閉合電路中能量轉化關系：EI＝U外I＋U內(nèi)I.2.電源提供的能量一部分消耗在外電路上，轉化為其他形式的能量；另一部分消耗在內(nèi)電路上，轉化為內(nèi)能.3.電動勢反映了電源把其他形式的能轉化為電能的能力.1.如圖，在研究電流熱效應的實驗中，為了比較在相同時間、相同電流的情況下發(fā)熱量與電阻的關系，則（）A.實驗時A、B兩條電阻絲的電阻值應相同B.實驗時A、B兩條電阻絲應并聯(lián)C.溫度計示數(shù)升高多的電阻絲產(chǎn)生的熱量多D.最后得出產(chǎn)生的熱量跟電阻成反比解析：要研究相同時間、相同電流的情況下發(fā)熱量與電阻的關系，應將兩阻值不同的電阻絲串聯(lián)在電路中，故A、B錯誤；煤油升高的溫度與吸收的熱量有關，溫度計示數(shù)升高多的，電阻絲產(chǎn)生的熱量多，故C正確；根據(jù)實驗可得出產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比，故D錯誤.答案：C2.鋰電池可為新能源汽車供電.某鋰電池的電動勢E＝5V，將此電池與R＝8Ω的電阻按如圖所示的電路連接.閉合開關S，通過電阻R的電流I＝0.5A.求：(1)電池的內(nèi)阻r；(2)電阻R消耗的功率P；(3)電源內(nèi)阻的熱功率；(4)電源的功率P；(5)此時鋰電池的工作效率.學習小結1.從能量轉化與守恒的角度理解電功、電功率的含義和區(qū)別.2.結合家用電器理解純電阻電路和非純電阻電路探究一串聯(lián)、并聯(lián)電路中電功率的分析與計算1.串聯(lián)電路.3.結論.無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各負載消耗的功率之和.【典例1】

現(xiàn)有標有“110V

40W”的燈泡L1和標有“110V

100W”的燈泡L2及一個最大阻值為500Ω的滑動變阻器R，將它們接在220V的電路中，在如圖所示的幾種接法中，最合理的是

（）探究二電功和電熱的比較2.純電阻電路和非純電阻電路.3.電功與電熱的比較.續(xù)上表【典例2】規(guī)格為“220V

36W”的排氣扇，線圈電阻為40Ω.求：(1)接220V的電源后，排氣扇轉化為機械能的功率和發(fā)熱的功率；(2)如果接上(1)中電源后，扇葉卡住，不能轉動，求電動機消耗的功率和發(fā)熱的功率.電功、電熱的計算方法（1）判斷電路中的用電器是純電阻用電器還是非純電阻用電器.（2）分析各用電器之間的連接方式，對純電阻電路，計算時可以利用串聯(lián)電路的分壓特點或并聯(lián)電路的分流特點.（3）由所求問題選取合適的公式，在非純電阻電路中計算電功只能用W＝UIt，計算電熱只能用Q＝I2Rt.歐姆定律的變形式在純電阻電路中才能通用.（4）對于含電動機的電路，電動機轉動時是非純電阻用電器，電動機不轉動時是純電阻用電器.2.下表為某電熱水壺銘牌上的一部分內(nèi)容.根據(jù)表中的信息，可計算出在額定電壓下通過電熱水壺的電流約為（）

A.4.4A B.6.8AC.0.15A D.0.23A型號SP988額定功率1500W額定電壓220V額定容量1.6L3.（多選）如圖所示的是某一直流電動機提升重物的示意圖，重物質量m＝50kg，電源提供給電動機的電壓為U＝110V，不計各種摩擦，當電動機以v＝0.9m/s的恒定速率向上提升重物時，通過電動機的電流為I＝5.0A，重力加速度g取10m/s2，則（）A.電動機的輸入功率為550WB.電動機提升重物的功率為550WC.電動機提升重物的功率為450WD.電動機的線圈電阻為22Ω4.微型吸塵器的直流電動機的內(nèi)阻一定，為1Ω，當加在它兩端的電壓為2.0V時，電流為0.8A，且能正常工作，求：(1)它的額定輸入功率；(2)工作時由導線發(fā)熱損失的功率；(3)它的最大輸出功率.解析：（1）電動機的額定輸入功率為P額＝UI＝2.0×0.8W＝1.6W.（2）電動機的發(fā)熱功率為P熱＝I2R＝（0.8）2×1W＝0.64W.（3）根據(jù)能量的轉化與守恒，電動機的最大輸出功率為P出＝P額－P熱＝（1.6－0.64）W＝0.96W.答案：（1）1.6W（2）0.64W（3）0.96W探究三閉合電路中的功率問題1.電源的功率P：電源將其他形式的能轉化為電能的功率，也稱為電源的總功率.計算式：P＝IE普遍適用.(4)當P出＜Pm時，每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2；(5)P出與R的關系如圖所示.【典例3】

如圖所示，電源電動勢E＝8V，內(nèi)阻r＝0.8Ω，閉合開關S后，標有“6V，3W”的燈泡恰能正常發(fā)光，電動機M的內(nèi)阻R0＝2Ω，求：(1)流過電源的電流；(2)電源的總功率和電源的輸出功率；(3)電動機的發(fā)熱功率和電動機對外做功的功率.求功率的方法與技巧在閉合電路中，由于E和r不變，電源的輸出功率P出隨R外的變化而變化，當R外＝r時，輸出功率最大.當電路中有一個電阻變化而其他電阻恒定時，可以把這一個電阻當成外電路，把其他的恒定電阻當作內(nèi)阻的一部分，當R變＝R恒＋r時，P變有最大值.但是如果判斷恒定電阻的功率，由于其自身電阻不變，根據(jù)P＝I2R知，當電路中電流最大時，其功率取最大值.5.如圖所示，直線a為電源的路端電壓U與I的關系圖像，直線b是電阻R的兩端電壓U與電流I的關系圖像.用該電源與電阻R組成閉合電路，電源的輸出功率和電源的效率分別為（）A.4W，33% B.2W，33%C.2W，67% D.4W，67%6.在如圖所示的電路中