高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电路中的能量课文ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第一节 电路中的能量课文ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了答案C，并联电路，答案B，答案ABD等内容，欢迎下载使用。

知识点一　电功和电功率
知识点二　焦耳定律1.焦耳定律.内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻及通电时间成正比.2.表达式：Q＝I2Rt.3.热功率.（1）定义：一段电路因发热而消耗的功率.（2）公式：P热＝I2R，单位：瓦特.（3）物理意义：表示电流发热快慢的物理量.
知识点三　闭合电路中的能量1.闭合电路中能量转化关系：EI＝U外I＋U内I.2.电源提供的能量一部分消耗在外电路上，转化为其他形式的能量；另一部分消耗在内电路上，转化为内能.3.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的能力.
1.如图，在研究电流热效应的实验中，为了比较在相同时间、相同电流的情况下发热量与电阻的关系，则（　　）A.实验时A、B两条电阻丝的电阻值应相同B.实验时A、B两条电阻丝应并联C.温度计示数升高多的电阻丝产生的热量多D.最后得出产生的热量跟电阻成反比
解析：要研究相同时间、相同电流的情况下发热量与电阻的关系，应将两阻值不同的电阻丝串联在电路中，故A、B错误；煤油升高的温度与吸收的热量有关，温度计示数升高多的，电阻丝产生的热量多，故C正确；根据实验可得出产生的热量跟电阻成正比，故D错误.
2.（多选）关于电动势及闭合电路欧姆定律，下列说法正确的是（　　）A.电源电动势越大，电源所能提供的电能就越多B.电源电动势等于路端电压C.外电路的电阻越大，路端电压就越大D.路端电压增大时，电源的输出功率可能减小
探究一　串联、并联电路中电功率的分析与计算1.串联电路.
3.结论.无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和.
【典例1】　现有标有“110 V　40 W”的灯泡L1和标有“110 V　100 W”的灯泡L2及一个最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R，将它们接在220 V的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是 （　　）
1.有两盏电灯L1和L2，用图中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯L1的亮度，则 （　　）A.图甲电路中灯L1比图乙电路中灯L1亮B.图乙电路中灯L1比图甲电路中灯L1亮C.两个电路中灯L1一样亮D.不知它们的额定电压和额定功率，无法判断
解析：因为电压U相同，两盏电灯串联后，L1两端电压小于U；两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U，因此并联后的灯泡较亮，选项B正确.
探究二　电功和电热的比较1.电功与电热.
2.纯电阻电路和非纯电阻电路.
3.电功与电热的比较.
【典例2】　规格为“220 V　36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω.求：（1）接220 V的电源后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率；（2）如果接上（1）中电源后，扇叶卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率.
电功、电热的计算方法（1）判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器.（2）分析各用电器之间的连接方式，对纯电阻电路，计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点.（3）由所求问题选取合适的公式，在非纯电阻电路中计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt.欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用.（4）对于含电动机的电路，电动机转动时是非纯电阻用电器，电动机不转动时是纯电阻用电器.
2.（多选）一台电动机线圈的电阻与一个电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（　　）A.电炉放热与电动机放热相等B.电炉两端电压小于电动机两端电压C.电炉两端电压等于电动机两端电压D.电动机消耗的功率大于电炉的功率
解析：电炉属于纯电阻，电动机属于非纯电阻，对于电炉有U＝IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝I2R，对于电动机有U＞IR，放热Q＝I2Rt，消耗功率P＝UI＞I2R.
3.图中虚线框内是一未知电路，测得它的两端点a、b之间电阻是R，在a、b之间加上电压U，测得流过电路的电流为I，则未知电路的电功率一定是（　　）
解析：选项A、B的表达式只适用于纯电阻电路，D项表达式表示在非纯电阻电路中的输出功率，虚线框中不知道是哪种元件，功率P＝UI总是适用的，选项C正确.
4.微型吸尘器的直流电动机的内阻一定，为1 Ω，当加在它两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，且能正常工作，求：（1）它的额定输入功率；（2）工作时由导线发热损失的功率；（3）它的最大输出功率.
解析：（1）电动机的额定输入功率为P额＝UI＝2.0×0.8 W＝1.6 W.（2）电动机的发热功率为P热＝I2R＝（0.8）2×1 W＝0.64 W.（3）根据能量的转化与守恒，电动机的最大输出功率为P出＝P额－P热＝（1.6－0.64）W＝0.96 W.
答案：（1）1.6 W　（2）0.64 W　（3）0.96 W
探究三　闭合电路中的功率问题1.电源的功率P：电源将其他形式的能转化为电能的功率，也称为电源的总功率.计算式：P＝IE普遍适用.
2.电源内阻消耗功率P内：电源内阻的热功率，也称为电源的损耗功率.计算式：P内＝I2r.
4.闭合电路上功率的分配关系：P＝P出＋P内，即EI＝U外I＋U内I，其中EI表示电源提供的电功率，U外I和U内I表示电源的外电路和电源的内电路上消耗的电功率，电源的内电路消耗的功率一般是热功率.公式EI＝U外I＋U内I也是一个能量转化和守恒的体现，它表明电源工作的过程是将电能转化为其他形式的能的过程，在此过程中，能量的总量是不变的，因此可以用能量守恒定律来进行有关的计算.
（4）当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2；（5）P出与R的关系如图所示.
【典例3】　如图所示电路中，电阻R1＝9 Ω，R2＝15 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω.则：
（1）当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值多大？（2）R3阻值多大时，它消耗的电功率最大？（3）R3阻值多大时，电源的输出功率最大？
求功率的方法与技巧在闭合电路中，由于E和r不变，电源的输出功率P出随R外的变化而变化，当R外＝r时，输出功率最大.当电路中有一个电阻变化而其他电阻恒定时，可以把这一个电阻当成外电路，把其他的恒定电阻当作内阻的一部分，当R变＝R恒＋r时，P变有最大值.但是如果判断恒定电阻的功率，由于其自身电阻不变，根据P＝I2R知，当电路中电流最大时，其功率取最大值.
5.如图所示，直线a为电源的路端电压U与I的关系图像，直线b是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像.用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电源的效率分别为（　　）A.4 W，33%　　　B.2 W，33%C.2 W，67% D.4 W，67%
6.在如图所示的电路中，已知电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，滑动变阻器R的阻值可连续增大，则：
（1）当R为多大时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？（2）当R为多大时，R1消耗的功率最大？最大功率为多少？（3）当R为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？