《高考備考指南 物理 》課件-第2講　閉合電路的歐姆定律　電功與電熱

恒定電流第八章

第2講閉合電路的歐姆定律電功與電熱(本講對應系統(tǒng)用書P179)欄目導航01知識

梳理查漏02題點

各個擊破03配套訓練知識梳理查漏1知識一

電源、電動勢1.電動勢(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的____________在電源內(nèi)從

移送到

所做的功.

(2)表達式：E＝

.

(3)物理意義：反映電源把其他形式的能轉化成電能這一本領大小的物理量.正電荷負極正極

2.內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導體組成的，也有電阻.該電阻叫作電源的

，它是電源的的重要參數(shù).

內(nèi)阻【自測1】一節(jié)干電池的電動勢為1.5V.這表示()A.該電池中每通過1C的電荷，能將1.5J的化學能轉化成電能B.該電池接入電路工作時，電池兩極間的電壓恒為1.5VC.該電池存儲的電能一定比電動勢為1.2V的電池存儲的電能多D.將1C的電子由該電池負極移送到正極的過程中，非靜電力做了1.5J的功A知識二

閉合電路的歐姆定律1.閉合電路的組成(1)內(nèi)電路：____________的電路，內(nèi)電阻所降落的電壓稱為____________.

(2)外電路：____________的電路，電源兩端電壓稱為____________或路端電壓.

(3)內(nèi)外電壓的關系：E＝U內(nèi)＋U外.電源內(nèi)部內(nèi)電壓電源外部外電壓2.閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流與電源的____________成正比，與內(nèi)、外電路的____________成反比.

電動勢電阻之和

U外＋U內(nèi)

增大

0

E

0

4.路端電壓與電流的關系(1)關系式：U＝____________.

(2)如圖所示，其中縱軸截距為____________，橫軸截距為____________，斜率的絕對值為____________.

E－Ir電動勢短路電流內(nèi)阻【自測2】將一電動勢為E內(nèi)阻為r的電池與外電路連接構成一個閉合電路.用R表示外電路電阻，I表示電路的總電流.下列說法正確的是()A.由U外＝IR可知，外電壓隨I的增大而增大B.由U內(nèi)＝Ir可知，電源兩端的電壓隨I的增大而增大C.由U＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小D.由P＝IU可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大C知識三

電功和電功率1.電功(1)定義：導體中的恒定電場對自由電荷的____________做的功.

(2)公式：W＝qU＝____________.(適用于任何電路)

(3)電流做功的實質：____________轉化成其他形式能的過程.

電場力UIt

電能

快慢UI熱量I2Rt

I2R

電能內(nèi)能(2)非純電阻電路：如含有電動機、電解槽等的電路.電流做功除將電能轉化為內(nèi)能外，還轉化為機械能、化學能等，電功只能用公式

W＝

計算，焦耳熱只能用公式Q＝____________計算.此時有W>Q，UIt>I2Rt.對于非純電阻電路，歐姆定律____________，U>IR.

UIt

I2Rt

不再適用

C

題點各個擊破2命題點一閉合電路的歐姆定律［師生共研類］1.

閉合電路的歐姆定律的理解及應用兩類圖像電源U－I圖像電阻U－I圖像關系式U＝E－IrU＝IR圖形物理意義電源的路端電壓隨電流變化的關系電阻兩端的電壓與電阻中電流的關系特點斜率為負斜率為正兩類圖像電源U－I圖像電阻U－I圖像截距與縱軸的交點表示電源電動勢E，與橫軸的交點表示電源短路的電流過坐標軸原點，表示沒有電壓時電流為零坐標U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標U、I的比值表示外電阻的大小表示該電阻的大小斜率(絕對值)電源電阻r的大小若圖像為過原點的直線，圖像斜率表示電阻的大小兩類圖像電源U－I圖像電阻U－I圖像兩圖線在同一坐標系中的交點表示電阻的工作點，即將電阻接在該電源上時，電阻中的電流和兩端的電壓2.動態(tài)電路分析法3.動態(tài)電路中的“串反并同”規(guī)律(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)(有同一股電流流過)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；反之則增大.(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)(無同一股電流流過)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；反之則減小.即：例1

(多選)某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示.當汽車啟動時，開關S閉合，電機工作，車燈突然變暗.此時()A.車燈的電流變小B.路端電壓變小C.電路的總電流變小D.電源的總功率變大ABD

1.在探究電路故障時，某實驗小組設計了如圖所示的電路.當開關閉合后，電路中的各用電器工作正常.經(jīng)過一段時間發(fā)現(xiàn)小燈泡A變暗，小燈泡B變亮.則下列對電路故障的分析正確的是()A.可能是定值電阻R1短路B.一定是定值電阻R2斷路C.可能是定值電阻R3斷路D.可能是定值電阻R4短路C

【解析】由于小燈泡A串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后小燈泡A變暗，可知電路中總電流變小，即電路總電阻變大.由此推知，故障應為某一電阻斷路，A、D錯誤.若R2斷路，則R1和小燈泡B所在支路的電壓增大，而R2的斷路又使小燈泡B分得的電壓增大，故小燈泡B變亮.若R3斷路，必使與之并聯(lián)的支路(即R1所在支路)電流增大，小燈泡B分得的電流也變大，小燈泡B變亮，故B錯誤，C正確.2.溫州市區(qū)某學校創(chuàng)建綠色校園，新裝了一批節(jié)能路燈，如圖甲所示.該路燈通過光控開關實現(xiàn)自動控制：路燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變.圖乙為其內(nèi)部電路簡化電路圖.電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻(光照強度增加時，其電阻值減小).現(xiàn)增加光照強度，則下列判斷正確的是()A.電源路端電壓不變B.B燈變暗，A燈變亮C.R0兩端電壓變大D.電源總功率不變C

【解析】由題意，增加光照強度，Rt減小，外電路總電阻減小.根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，干路電流I增大，電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓U減小，則A燈變暗.通過R0的電流為I0＝I－IA，I增大，而IA減小，則I0增大，R0兩端電壓U0增大.而R0、B燈的電壓之和等于路端電壓，路端電壓減小，則可知B燈的電壓減小，B燈變暗.電源的總功率P＝EI，I增大，則P增大.C正確，A、B、D錯誤.命題點二電功和電熱的計算［師生共研類］1.電功和電功率電功是指電場力對運動電荷所做的功，也叫作電流所做的功，把電能轉化成其他形式的能.W＝UIt，P＝UI.(適用于任何電路)2.電熱和熱功率(焦耳定律)電熱是指電流通過導體時釋放的熱量，把電能轉化為內(nèi)能.Q＝I2Rt，P＝I2R.(適用于任何電路)

4.非純電阻電路非純電阻電路消耗的電能分為兩部分，一部分轉化為其他形式的能；另一部分不可避免地轉化為電路的電熱.如電動機電路、電解槽電路等.電功不等于電熱，W>Q，即W＝UIt＝E其他＋Q(E其他為除電熱外的其他形式的能量).這時電功只能用W＝UIt計算，電熱只能用Q＝I2Rt計算，兩式不能通用，同時注意U不等于IR，U>IR.

5.電動機輸入的總功率等于損失的熱功率加上有用的機械功率，即UI＝I2R＋P動.6.用電器的額定值額定電壓是指用電器在正常工作的條件下應加的電壓.在這個條件下它消耗的功率就是額定功率，流經(jīng)的電流就是額定電流.而用電器的實際功率是指用電器在實際電壓下工作時消耗的功率.例2

(2022年浙江卷)某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以v0＝15m/s的速度水平噴出，每秒噴出水的質量為2.0kg.噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H＝3.75m不變.水泵由電動機帶動，電動機正常工作時，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A.不計電動機的摩擦損耗，電動機的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率.已知水泵的抽水效率(水泵的輸出功率與輸入功率之比)為75%.忽略水在管道中運動的機械能損失，則()A.每秒水泵對水做功為75JB.每秒水泵對水做功為225JC.水泵輸入功率為440WD.電動機線圈的電阻為10ΩD

1.(多選)(2022年廣州模擬)某型號掃地機器人的銘牌信息如表.已知掃地機器人剩余電量為480mA·h時，機器人自動停止掃地并返回充電基座充電.該型號掃地機器人()A.掃地時額定電流為4AB.內(nèi)部電路的總電阻為2.5ΩC.可以連續(xù)掃地的時間為0.6hD.每次掃地釋放的電能最多約為6.9×104J額定工作電壓10V額定功率40W電池容量2400mA·hAD

2.油煙危害健康.某品牌的抽油煙機的主要部件是照明燈L和抽氣扇M(電動機)，電路連接如圖所示.下列說法正確的是()A.抽氣扇須在點亮照明燈的情況下才能工作B.閉合開關S1和S2，抽氣扇處于“弱吸”擋C.抽氣扇由“弱吸”擋換成“強吸”擋，其發(fā)熱功率不變D.工作中的抽氣扇因吸入異物出現(xiàn)卡機時，回路中的電流將變大D

命題點三閉合電路中的幾種功率［師生共研類］1.電功、電功率、焦耳定律和熱功率

內(nèi)容表達式電功電路中電場力移動電荷做的功W＝qU＝UIt電功率單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢焦耳定律電流通過導體產(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Q＝I2Rt熱功率單位時間內(nèi)的發(fā)熱量2.電源的功率和效率電源總功率內(nèi)部功率P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝P總－P出輸出功率P出與外電阻R的關系電源的效率例3

(多選)(2023年廣州模擬)五一期間，汕頭作為全國熱門旅游城市聚集了來自四面八方的游客.為了避免堵車，電動自行車以其省時省力、價格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點成為眾多年輕市民五一暢游汕頭的首選交通工具.下表為某品牌電動自行車的部分技術參數(shù)()A.正常勻速行駛時后輪受到地面對它的滑動摩擦力B.電動自行車的內(nèi)阻為9.6ΩC.電動自行車以額定功率行駛時，電機的輸入功率為240WD.電動自行車以額定功率行駛時，電機的效率約為83%規(guī)格后輪驅動直流永磁鐵電機車型電動自行車額定輸出功率200W整車質量40kg額定電壓48V最大載重120kg額定電流5.0ACD

1.(2023年廣州模擬)如圖所示，電源電動勢E＝6V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，電動機M與“3V，3W”的燈泡L串聯(lián)接在電源上，燈泡恰好正常發(fā)光，電動機正常工作.電動機的線圈電阻R＝0.8Ω.電動機輸出功率是()A.1.7W B.2.2WC.2.5W D.3.0WA

2.如圖甲所示，R為電阻箱，A為理想電流表.電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r.圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關系圖像，其中功率P0分別對應電流I1、I2，外電路電阻R1、R2.下列關系式正確的是()

B

3.如圖所示，已知電源電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護電阻R0＝0.5Ω.則當保護電阻R0消耗的電功率最大時，這個電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值分別為()A.1Ω

4W B.1Ω

8WC.0

8W D.0.5Ω

8WC

命題點四電源U－I圖線與電阻U－I圖線的比較［師生共研類］

如圖所示，a為電源的

U－I

圖線，b為電阻的U－I圖線，兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形面積表示電源輸出功率.a的斜率的