《高考备考指南 物理 》课件-第2讲　闭合电路的欧姆定律　电功与电热

恒定电流第八章

第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热(本讲对应系统用书P179)栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

电源、电动势1.电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的____________在电源内从

移送到

所做的功.

(2)表达式：E＝

.

(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能这一本领大小的物理量.正电荷负极正极

2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻.该电阻叫作电源的

，它是电源的的重要参数.

内阻【自测1】一节干电池的电动势为1.5V.这表示()A.该电池中每通过1C的电荷，能将1.5J的化学能转化成电能B.该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5VC.该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多D.将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功A知识二

闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的组成(1)内电路：____________的电路，内电阻所降落的电压称为____________.

(2)外电路：____________的电路，电源两端电压称为____________或路端电压.

(3)内外电压的关系：E＝U内＋U外.电源内部内电压电源外部外电压2.闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流与电源的____________成正比，与内、外电路的____________成反比.

电动势电阻之和

U外＋U内

增大

0

E

0

4.路端电压与电流的关系(1)关系式：U＝____________.

(2)如图所示，其中纵轴截距为____________，横轴截距为____________，斜率的绝对值为____________.

E－Ir电动势短路电流内阻【自测2】将一电动势为E内阻为r的电池与外电路连接构成一个闭合电路.用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流.下列说法正确的是()A.由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B.由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C.由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D.由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大C知识三

电功和电功率1.电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的____________做的功.

(2)公式：W＝qU＝____________.(适用于任何电路)

(3)电流做功的实质：____________转化成其他形式能的过程.

电场力UIt

电能

快慢UI热量I2Rt

I2R

电能内能(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路.电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，电功只能用公式

W＝

计算，焦耳热只能用公式Q＝____________计算.此时有W>Q，UIt>I2Rt.对于非纯电阻电路，欧姆定律____________，U>IR.

UIt

I2Rt

不再适用

C

题点各个击破2命题点一闭合电路的欧姆定律［师生共研类］1.

闭合电路的欧姆定律的理解及应用两类图像电源U－I图像电阻U－I图像关系式U＝E－IrU＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流变化的关系电阻两端的电压与电阻中电流的关系特点斜率为负斜率为正两类图像电源U－I图像电阻U－I图像截距与纵轴的交点表示电源电动势E，与横轴的交点表示电源短路的电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小表示该电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r的大小若图像为过原点的直线，图像斜率表示电阻的大小两类图像电源U－I图像电阻U－I图像两图线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压2.动态电路分析法3.动态电路中的“串反并同”规律(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联(有同一股电流流过)的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；反之则增大.(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联(无同一股电流流过)的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；反之则减小.即：例1

(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示.当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗.此时()A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大ABD

1.在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路.当开关闭合后，电路中的各用电器工作正常.经过一段时间发现小灯泡A变暗，小灯泡B变亮.则下列对电路故障的分析正确的是()A.可能是定值电阻R1短路B.一定是定值电阻R2断路C.可能是定值电阻R3断路D.可能是定值电阻R4短路C

【解析】由于小灯泡A串联于干路中，且故障发生后小灯泡A变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大.由此推知，故障应为某一电阻断路，A、D错误.若R2断路，则R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2的断路又使小灯泡B分得的电压增大，故小灯泡B变亮.若R3断路，必使与之并联的支路(即R1所在支路)电流增大，小灯泡B分得的电流也变大，小灯泡B变亮，故B错误，C正确.2.温州市区某学校创建绿色校园，新装了一批节能路灯，如图甲所示.该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变.图乙为其内部电路简化电路图.电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小).现增加光照强度，则下列判断正确的是()A.电源路端电压不变B.B灯变暗，A灯变亮C.R0两端电压变大D.电源总功率不变C

【解析】由题意，增加光照强度，Rt减小，外电路总电阻减小.根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗.通过R0的电流为I0＝I－IA，I增大，而IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大.而R0、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则可知B灯的电压减小，B灯变暗.电源的总功率P＝EI，I增大，则P增大.C正确，A、B、D错误.命题点二电功和电热的计算［师生共研类］1.电功和电功率电功是指电场力对运动电荷所做的功，也叫作电流所做的功，把电能转化成其他形式的能.W＝UIt，P＝UI.(适用于任何电路)2.电热和热功率(焦耳定律)电热是指电流通过导体时释放的热量，把电能转化为内能.Q＝I2Rt，P＝I2R.(适用于任何电路)

4.非纯电阻电路非纯电阻电路消耗的电能分为两部分，一部分转化为其他形式的能；另一部分不可避免地转化为电路的电热.如电动机电路、电解槽电路等.电功不等于电热，W>Q，即W＝UIt＝E其他＋Q(E其他为除电热外的其他形式的能量).这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用，同时注意U不等于IR，U>IR.

5.电动机输入的总功率等于损失的热功率加上有用的机械功率，即UI＝I2R＋P动.6.用电器的额定值额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压.在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经的电流就是额定电流.而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率.例2

(2022年浙江卷)某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg.喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75m不变.水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A.不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率.已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%.忽略水在管道中运动的机械能损失，则()A.每秒水泵对水做功为75JB.每秒水泵对水做功为225JC.水泵输入功率为440WD.电动机线圈的电阻为10ΩD

1.(多选)(2022年广州模拟)某型号扫地机器人的铭牌信息如表.已知扫地机器人剩余电量为480mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电.该型号扫地机器人()A.扫地时额定电流为4AB.内部电路的总电阻为2.5ΩC.可以连续扫地的时间为0.6hD.每次扫地释放的电能最多约为6.9×104J额定工作电压10V额定功率40W电池容量2400mA·hAD

2.油烟危害健康.某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机)，电路连接如图所示.下列说法正确的是()A.抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作B.闭合开关S1和S2，抽气扇处于“弱吸”挡C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率不变D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变大D

命题点三闭合电路中的几种功率［师生共研类］1.电功、电功率、焦耳定律和热功率

内容表达式电功电路中电场力移动电荷做的功W＝qU＝UIt电功率单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢焦耳定律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Q＝I2Rt热功率单位时间内的发热量2.电源的功率和效率电源总功率内部功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出输出功率P出与外电阻R的关系电源的效率例3

(多选)(2023年广州模拟)五一期间，汕头作为全国热门旅游城市聚集了来自四面八方的游客.为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具.下表为某品牌电动自行车的部分技术参数()A.正常匀速行驶时后轮受到地面对它的滑动摩擦力B.电动自行车的内阻为9.6ΩC.电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240WD.电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83%规格后轮驱动直流永磁铁电机车型电动自行车额定输出功率200W整车质量40kg额定电压48V最大载重120kg额定电流5.0ACD

1.(2023年广州模拟)如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，电动机M与“3V，3W”的灯泡L串联接在电源上，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作.电动机的线圈电阻R＝0.8Ω.电动机输出功率是()A.1.7W B.2.2WC.2.5W D.3.0WA

2.如图甲所示，R为电阻箱，A为理想电流表.电源的电动势为E，内阻为r.图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电路电阻R1、R2.下列关系式正确的是()

B

3.如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω.则当保护电阻R0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值分别为()A.1Ω

4W B.1Ω

8WC.0

8W D.0.5Ω

8WC

命题点四电源U－I图线与电阻U－I图线的比较［师生共研类］

如图所示，a为电源的

U－I

图线，b为电阻的U－I图线，两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形面积表示电源输出功率.a的斜率的