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2024版新教材高考物理全程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课件
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这是一份2024版新教材高考物理全程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课件，共42页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·精准突破，I2R，非静电力，电势能，电荷量，E－Ir，答案A，答案D，答案B等内容，欢迎下载使用。
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．
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：Q＝I2Rt． 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＝________．
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 kW·h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( )(3)每次煮饭需消耗电能4.5 kW·h( )(4)一年因煮饭而产生的电费约为177元( )
2．非纯电阻电路的特点(1)在任何电路中，P电＝UI、P热＝I2R、W＝UIt、Q＝I2Rt都适用．(2)不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中U>IR，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，如机械能、化学能等，即W＝E其他＋Q，P＝P热＋P其他．
考向1 纯电阻电路例1 [2022·江苏卷]如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝ 4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是( )A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
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( )A.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 ΩC.吹热风时电热丝的功率为990 WD.吹热风时通过电热丝的电流为4 A
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 W－110 W＝880 W，故C错误；电热丝的功率880 W＝220 V×I，解得I＝4 A，故D正确．
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( )
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R＝6 Ω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Rx＝15 ΩB．电源的电动势E＝10 V，内阻r＝4 ΩC．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
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 ΩB．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 Ω
[教你解决问题] 审题读图
针 对 训 练3．[2023·1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 Ω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
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，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．
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
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．
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．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
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．
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：Q＝I2Rt． 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＝________．
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 kW·h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( )(3)每次煮饭需消耗电能4.5 kW·h( )(4)一年因煮饭而产生的电费约为177元( )
2．非纯电阻电路的特点(1)在任何电路中，P电＝UI、P热＝I2R、W＝UIt、Q＝I2Rt都适用．(2)不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中U>IR，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，如机械能、化学能等，即W＝E其他＋Q，P＝P热＋P其他．
考向1 纯电阻电路例1 [2022·江苏卷]如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝ 4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是( )A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
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( )A.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 ΩC.吹热风时电热丝的功率为990 WD.吹热风时通过电热丝的电流为4 A
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 W－110 W＝880 W，故C错误；电热丝的功率880 W＝220 V×I，解得I＝4 A，故D正确．
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( )
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R＝6 Ω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Rx＝15 ΩB．电源的电动势E＝10 V，内阻r＝4 ΩC．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
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 ΩB．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 Ω
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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，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．
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
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．
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．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
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