人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合

本

章

整

合第十二章电能能量守恒定律本章整合第十二章电能能量守恒定律知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析

知识网络·系统构建知识网络·系统构建本章知识可分为三个组成部分。第一部分:基本公式及概念;第二部分:基本规律;第三部分:实验。本章知识可分为三个组成部分。一、基本公式及概念公式及概念一、基本公式及概念二、基本规律

二、基本规律三、实验电池电动势和内阻的测量三、实验

重点题型·归纳剖析一二三重点题型·归纳剖析一二三电源的功率和效率电源的功率和效率【例题1】

(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻,以下说法正确的是(

)A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率C.当R2=0时,R1获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大答案:AC【例题1】(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻解析:在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1+r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示),R2的电功率是等效电源的输出功率。显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,A项正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r,如图乙所示),R1获得的电功率最大,故B项错误,C项正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,内阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源输出功率不一定最大,故D项错误。解析:在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合解决最大功率问题的两点注意1.解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用

分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解。2.电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%。解决最大功率问题的两点注意【变式训练1】

(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的(

)A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小答案:ABC【变式训练1】(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路和非纯电阻电路【例题2】

如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽电阻r'=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变)。求:(1)电源的电动势;(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S1、S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。答案:(1)120V(2)20A(3)1700W【例题2】如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合(3)电解槽消耗的电功率PA=U=20×95

W=1

900

W电解槽内热损耗功率P热=IA2r'=202×0.5

W=200

W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化=PA-P热=1

700

W。(3)电解槽消耗的电功率1.电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热。2.电解槽为非纯电阻用电器,其消耗的电能转化为电热和化学能两部分。1.电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热。【变式训练2】

如图所示,电源E(内阻不计)电压恒定且为12V,定值电阻R1=R2=8Ω,电动机M的内阻为R3=1Ω,当开关S闭合,电动机转动稳定后,理想电压表的读数为U1=4V。电动机除了内阻外不计其他损耗。求:(1)电动机输出的机械功率P1;(2)电路消耗的总功率P。答案:(1)3W(2)30W【变式训练2】如图所示,电源E(内阻不计)电压恒定且为12人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合含容电路的分析与计算1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,此支路相当于断路,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。含容电路的分析与计算1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流【例题3】

如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,求:

(1)S闭合后,稳定时通过R1的电流;(2)S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的电荷量。答案:(1)1A(2)1.2×10-4C【例题3】如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略,R解析:(1)S闭合后,电路稳定时,R1、R2串联,则有即为通过R1的电流。(2)S闭合时,电容器两端电压UC=U2=I·R2=6

V,储存的电荷量Q1=C·UC。S断开至达到稳定后电路中电流为零,此时UC'=E,储存的电荷量Q1'=C·UC'。很显然,电容器上的电荷量增加了ΔQ=Q1'-Q1=CUC'-CUC=1.2×10-4

C。电容器上电荷量的增加是在S断开以后才产生的,这只有通过R1这条途径实现,所以电容器电荷量的增加量就是流过R1的电荷量。解析:(1)S闭合后,电路稳定时,R1、R2串联,则有1.首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联。2.根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压。3.最后根据公式Q=CU或ΔQ=CΔU,求电荷量及其变化量。1.首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联。【变式训练3】

如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是(

)A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S答案:B【变式训练3】如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源解析:由闭合电路欧姆定律可知:增大R1的阻值会使总电阻增大,总电流减小,电源内电路电势降落减小,R1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受静电力增大,油滴将向上运动,选项A错误;电路稳定时R2中无电流,R2阻值变化对电路无任何影响,则选项B正确;只增大板间距离d,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项C错误;断开开关S,电容器放电,油滴将向下运动,选项D错误。解析:由闭合电路欧姆定律可知:增大R1的阻值会使总电阻增大,人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合本

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合第十二章电能能量守恒定律本章整合第十二章电能能量守恒定律知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析知识网络·系统构建重点题型·归纳剖析

知识网络·系统构建知识网络·系统构建本章知识可分为三个组成部分。第一部分:基本公式及概念;第二部分:基本规律;第三部分:实验。本章知识可分为三个组成部分。一、基本公式及概念公式及概念一、基本公式及概念二、基本规律

二、基本规律三、实验电池电动势和内阻的测量三、实验

重点题型·归纳剖析一二三重点题型·归纳剖析一二三电源的功率和效率电源的功率和效率【例题1】

(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻,以下说法正确的是(

)A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率C.当R2=0时,R1获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大答案:AC【例题1】(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻解析:在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1+r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示),R2的电功率是等效电源的输出功率。显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,A项正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r,如图乙所示),R1获得的电功率最大,故B项错误,C项正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,内阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源输出功率不一定最大,故D项错误。解析:在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合解决最大功率问题的两点注意1.解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用

分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解。2.电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%。解决最大功率问题的两点注意【变式训练1】

(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的(

)A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小答案:ABC【变式训练1】(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路和非纯电阻电路【例题2】

如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽电阻r'=0.5Ω。当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变)。求:(1)电源的电动势;(2)S1、S2都闭合时,流过电解槽的电流大小;(3)S1、S2都闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。答案:(1)120V(2)20A(3)1700W【例题2】如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合(3)电解槽消耗的电功率PA=U=20×95

W=1

900

W电解槽内热损耗功率P热=IA2r'=202×0.5

W=200

W电解槽中电能转化成化学能的功率为P化=PA-P热=1

700

W。(3)电解槽消耗的电功率1.电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热。2.电解槽为非纯电阻用电器,其消耗的电能转化为电热和化学能两部分。1.电炉为纯电阻用电器,其消耗的电能全部转化为电热。【变式训练2】

如图所示,电源E(内阻不计)电压恒定且为12V,定值电阻R1=R2=8Ω,电动机M的内阻为R3=1Ω,当开关S闭合,电动机转动稳定后,理想电压表的读数为U1=4V。电动机除了内阻外不计其他损耗。求:(1)电动机输出的机械功率P1;(2)电路消耗的总功率P。答案:(1)3W(2)30W【变式训练2】如图所示,电源E(内阻不计)电压恒定且为12人教版新教材高中物理优质课件-第十二章-电能-能量守恒定律-本章整合含容电路的分析与计算1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,此支路相当于断路,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。2.当电容器和电阻并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。含容电路的分析与计算1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流【例题3】

如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,求:

(1)S闭合后,稳定时通过R1的电流;(2)S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的电荷量。答案:(1)1A(2)1.2×10-4C【例题3】如图所示,电源电动势E=10V,内阻可忽略,R解析:(1)S闭合后,电路稳定时,R1、R2串联,则有即为通过R1的电流。(2)S闭合时,电容器两端电压UC=U2=I·R2=6

V,储存的电荷量Q1=C·UC。S断开至达到稳定后电路中电流为零,此时UC'=E,储存的电荷量Q1'=C·UC'。很显然,电容器上的电荷量增加了ΔQ=Q1'-Q1=CUC'-CUC=1.2×10-4

C。电容器上电荷量的增加是在S