高中物理 第4章 探究闭合电路欧姆定律 4.4 电路中的能量转化与守恒学案 沪科版选修3-1-沪科版高二选修3-1物理学案VIP免费

4.4电路中的能量转化与守恒学习目标知识脉络1.理解电功与电热的区别与联系，掌握焦耳定律．(重点)2．理解电功与电功率，掌握电源的总功率，输出功率及电源的效率．(重点、难点)3．知道常见用电器及其能量转化的情况，了解电路中能的转化与守恒，树立节约用电的意识.[自主预习·探新知][知识梳理]一、电功与电热关系的分析1．电功的公式：W＝UIt.2．电功率计算公式：P＝UI.3．焦耳定律：Q＝I2Rt.4．热功率计算公式：P＝I2R.5．P＝UI是某段电路的电功率，P＝I2R是这段电路上的热功率，纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中电功率大于热功率．二、闭合电路中的能量转化与守恒1．电源的总功率：P总＝EI.2．电源的输出功率：P出＝UI.3．电源的效率：η＝×100%＝×100%.4．在闭合电路中，电源的总功率等于输出功率与内部发热功率之和．[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)电功率越大，相同时间内电流做的功越多．(√)(2)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．(×)(3)纯电阻电路和非纯电阻电路工作时能量转化情况相同，都是把电能转化为内能．(×)(4)电源产生的电能只消耗在外电路上．(×)(5)电源的总功率等于内、外电路消耗的功率之和．(√)(6)电源的输出功率越大，电源的效率越高．(×)【提示】(2)×电功和电热并不完全相同，在某些电路中，电功不一定能完全转化为电热．(3)×纯电阻电路可以把电能全部转化为内能，非纯电阻电路则不能．(4)×内电路也消耗电源的能量．(6)×输出功率大时效率不一定高．2．在电功率的计算公式P＝中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于()【导学号：69682212】A．计算电冰箱的功率B．计算电风扇的功率C．计算电烙铁的功率D．计算洗衣机的功率C[P＝只能计算纯电阻电路的电功率，而电冰箱、电风扇、洗衣机都是非纯电阻电路．只有电烙铁是纯电阻电路，故C正确．]3.在图441所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．以下判断中正确的是()图441A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7.0VC．电动机产生的热功率为4.0WD．电源输出的电功率为24WB[电动机两端的电压为U＝E－I(R0＋r)＝7V，电动机产生的热功率为P热＝I2rM＝2W，电动机的输出功率为P1＝UI－I2rM＝12W，电源输出的电功率为P2＝EI－I2r＝20W，故B正确．]4.(多选)如图442所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()图442A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2消耗的功率减小C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大AB[滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I＝知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋Ir知，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L更亮．再根据P2＝IR2，I减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故C、D错误，A、B正确．][合作探究·攻重难]电功与电热的理解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元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的元件欧姆定律服从欧姆定律，I＝不服从欧姆定律，U>IR或I<能量转化电流做功，电能全部转化为电热电流做功，电能除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等2．电功与电热的区别与联系(1)纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t，P电＝P热＝UI＝I2R＝.(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W>Q；电功率P电＝UI，热功率P热＝I2R，P电>P热．如图443所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表A示数为6A；当S2闭合、S1、S3断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合、S1、S2断开时，A示数为4A．求：图443(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？思路点拨：①电炉子为纯电阻元件，其电阻可用欧姆定律计...