2019-2020学年新教材高中物理 第12章 电能 电能守恒定律章末复习课教案 新人教版必修第三册

电能 电能守恒定律体系构建核心速填1基本概念(1)电动势物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。定义式：e。(2)电功和电功率电功：wquuit。电功率：pui。(3)电热和热功率电热(焦耳定律)：qi2rt。热功率：pi2r。2基本电路(1)纯电阻电路：wquiti2rt。(2)非纯电阻电路：wq，即uiti2rt。3基本规律(1)部分电路欧姆定律：i。(2)闭合电路欧姆定律：i，ueir。纯电阻电路和非纯电阻电路1对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路)，电流做功将电能全部转化为内能，wquittpt。2对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路)，电功大于电热。在这种情况下，不能用i2rt或t来计算电功，电功用wuit来计算，电热用qi2rt计算。【例1】如图所示，电解槽a和电炉b并联后接到电源上，电源内阻r1 ，电炉电阻r19 ，电解槽电阻r0.5 。当s1闭合、s2断开时，电炉消耗功率为684 w；s1、s2都闭合时电炉消耗功率为475 w(电炉电阻可看作不变)。试求：(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。解析(1)设s1闭合、s2断开时电炉功率为p1，电炉中电流i a6 a电源电动势ei(rr)120 v。(2)设s1、s2都闭合时电炉功率为p2，电炉中电流为i a5 a电源路端电压为uir519 v95 v，流经电源的电流为i1 a25 a流过电解槽的电流为iai1i20 a。(3)电解槽消耗的电功率paiau2095 w1 900 w电解槽内热损耗功率p热ir2020.5 w200 w电解槽中电能转化成化学能的功率为p化pap热1 700 w。答案(1)120 v(2)20 a(3)1 700 w一语通关(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.如图所示，电源电动势e12 v，内电阻r0.5 。将一盏额定电压为8 v，额定功率为16 w的灯泡与一只线圈电阻为0.5 的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min，问：(1)电源提供的能量是多少？(2)电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？(3)灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？解析(1)灯泡两端电压等于电源两端电压，ueir得总电流i8 a电源提供的能量e电iet81210060 j5.76105 j。(2)通过灯泡的电流i12 a，电流对灯泡所做的功w1pt1610060 j9.6104 j通过电动机的电流i2ii16 a电流对电动机所做的功w2i2u2t6810060 j 2.88105 j。(3)灯丝产生的热量q1w19.6104 j电动机线圈产生的热量q2irt620.510060 j1.08105 j。答案(1)5.76105 j(2)9.6104 j2.88105 j(3)9.6104 j1.08105 j电源的有关功率和电源的效率1电源的有关功率和电源的效率(1)电源的总功率：p总iei(u内u外)。(2)电源的输出功率：p出iu外。(3)电源内部的发热功率：pi2r。(4)电源的效率：，对于纯电阻电路，。2输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中，电源的输出功率为pi2rrr。(1)当rr时，电源的输出功率最大，pm。(2)当rr时，随着r增大，p减小。(3)当rr时，随着r增大，p增大。【例2】电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 ，定值电阻r03 。甲乙(1)当r为何值时，r0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当r为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？思路点拨：(1)由题图乙可求出电源的电动势和内电阻，注意纵轴坐标原点不从0开始。(2)r0为定值电阻，其电流越大，消耗功率越大。(3)对电源来说，rr0为电源外电阻，当rr0r时，电源输出功率最大。解析(1)由题图乙知电源的电动势和内阻为：e20 v，r 7.5 由题图甲分析知道，当r0时，r0消耗的功率最大，最大值为pmaxr03 w10.9 w。(2)当rrr0，即r4.5 时，电源的输出功率最大，最大值为pmax (r0r)(34.5)w13.3 w。答案(1)010.9 w(2)4.5 13.3 w2将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率p与电阻箱的读数r的关系如图所示，下列说法正确的是 ()a电源最大输出功率可能大于45 wb电源的内阻为5 c电源的电动势为45 vd电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%b由题图可知，电源的输出功率最大为45 w，