2024-2025版高中物理第二章恒定电流阶段提升课学案新人教版选修3-1

PAGE8-其次章恒定电流学问体系·思维导图考点整合·素养提升考点电功和电热、电功率和热功率(难度☆☆☆)电功和电热、电功率和热功率的区分与联系:意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W=UIt对纯电阻电路,电功等于电热,W=Q=UIt=I2Rt对非纯电阻电路,电功大于电热,W>Q电热电流通过导体产生的热量Q=I2Rt电功率单位时间内电流所做的功P电=UI对纯电阻电路,电功率等于热功率,P电=P热=UI=I2R对非纯电阻电路,电功率大于热功率,P电>P热热功率单位时间内导体产生的热量P热=I2R提示:该表格中全部公式适用于全部的电路,包括纯电阻电路和非纯电阻电路。1.有一台标有“220V50W”的电风扇,其线圈电阻为0.4Ω,在它正常工作时,下列求其每分钟产生的电热的四种解法中,正确的是()A.I==A,Q=UIt=3000JB.Q=Pt=3000JC.I==A,Q=I2Rt≈1.24JD.Q=t=×60J=7.26×106J【解析】选C。电风扇是一种在消耗电能过程中既产朝气械能,又产生内能的用电器,其功率P=IU,则I==A,而产生的热量只能依据Q=I2Rt进行计算。因此,选项C正确。2.(多选)如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽视一切阻力及导线电阻,则()A.电源内阻r=-RB.电源内阻r=--RC.假如电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大D.假如电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小【解析】选B、C。含有电动机的电路不是纯电阻电路,欧姆定律不再适用,A错误;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I2R,解得r=--R,B正确;假如电动机转轴被卡住,则E=I′(R+r),电流增大,较短时间内,电源消耗的功率变大,较长时间的话,会出现烧坏电源和电动机的现象,C正确,D错误。考点1两类U-I图象(难度☆☆☆)两类U-I图象的比较电源U-I图象电阻U-I图象图形图象表述的物理量改变关系电源的路端电压随电路电流的改变关系电阻中的电流随电阻两端电压的改变关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小图线的斜率的大小图线斜率的肯定值等于内电阻r的大小(留意坐标数值是否从零起先)电阻的大小提示:两个图线出现在同一个图象中图线的交点代表把这个电阻干脆加在电源外面的路端电压和电流。1.在如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,曲线Ⅲ为某一小灯泡L的U-I曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为(1.5A,0.75V),该点的切线与横轴交点坐标为(1.0A,0),用该电源干脆与电阻R或小灯泡L连接成闭合电路,由图象可知()A.电源电动势为3V,内阻为0.5ΩB.R为定值电阻,其阻值为0.5ΩC.L接入电源时的电阻为1.5ΩD.R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率【解析】选D。直线Ⅰ在纵轴上的截距为电动势,即E=3V,斜率的肯定值为内阻,即r=1.5Ω,选项A错误;直线Ⅱ的斜率肯定,为定值电阻,其阻值R==1.5Ω,选项B错误;曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为(1.5A,0.75V),则阻值RL==0.5Ω,选项C错误;电源的输出功率可以用“面积”表示,由“面积”可得R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率,选项D正确。2.(多选)如图所示,图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U-I图线,电源的电动势和内阻分别用E、r表示,依据所学学问分析下列选项正确的是()A.E=50VB.r=ΩC.当该导体干脆与该电源相连时,该导体的电阻为20ΩD.当该导体干脆与该电源相连时,电路消耗的总功率为80W【解析】选A、C。由图象的物理意义可知电源的电动势E=50V,内阻r==Ω=5Ω,故A正确,B错误;该导体与该电源相连时,电阻的电压、电流分别为U=40V,I=2A,则R==20Ω,此时,电路消耗的总功率P总=EI=100W,故C正确,D错误。考点2动态电路分析(难度☆☆☆☆)1.程序法:基本思路是“部分整体部分”,即从阻值改变的部分入手,由串、并联规律判知R总的改变状况,再由欧姆定律判知I总和U总的改变状况,其一般步骤为:(1)定电路的外电阻R外总如何改变;(2)依据闭合电路欧姆定律I总=确定电路的总电流如何改变(利用电动势不变);(3)由U内=I总r,确定电源内电压如何改变(利用r不变);(4)由U外=E-U内确定电源的外电压(路端电压)如何改变;(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何改变;(6)由部分电路和整体的串、并联规律确定支路两端电压如何改变以及通过各支路的电流如何改变。2.“串反并同”法:“串反并同”是指在电源内阻不行忽视的条件下,电路中与改变电阻串联(包括间接串联)的用电器,其电压、电流、功率(或电压表的示数、电流表的示数、灯泡发光的亮度等)的改变均与电阻改变规律相反;而与改变电阻并联(包括间接并联)的用电器,其电压、电流、功率的改变均与电阻改变规律相同,运用此法进行电路动态分析简捷、便利,可起到事半功倍的作用。3.特别值法:对于某些电路问题,可以实行代入特别值法判定,从而得出结论。4.极端法:即因滑动变阻器滑片引起电路改变的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去探讨,此时要留意是否出现极值状况,即改变是否单调改变。1.(多选)在如图所示电路中,闭合开关S,志向电流表和志向电压表的示数分别用I和U表示,当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时,两表的示数都发生改变。电源的电动势和内电阻始终不变,则下列说法正确的是()A.I变大,U变小B.变大C.R1的功率肯定变大D.电源的总功率肯定减小【解析】选B、D。依据电路图可知,R1、R2、电流表A串联后接在电源两端,电压表V并联在R2两端。当滑动触头P向左滑动时,R2连入电路的阻值变大,由闭合电路欧姆定律可推断,I变小,U变大,则变大,选项A错误,B正确;由=I2R1,知R1的功率变小,选项C错误;电源的总功率P总=,因R总变大,则P总是变小的,选项D正确。2.(多选)如图所示的电路,L1、L2、L3是3只小电灯,R是滑动变阻器,起先时,它的滑片P位于中点位置。当S闭合时,3只小电灯都发光。现使滑动变阻器的滑片P向右移动时,则小电灯L1、L2、L3的改变状况()A.L1变亮B.L2变亮C.L3变暗 D.L1、L2、L3均变亮【解析】选B、C。当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器的有效电阻变大,导致外电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律I总=知