物理 高三：高中物理第1轮专题复习全套学案-第7章 第2课时

第2课时串并联电路焦耳定律导学目标1能认清电路结构，会进行电流、电压、电功、电功率在串、并联电路中的分配计算2能计算非纯电阻电路中的电功、电功率3会进行电表改装的分析与计算一、串、并联电路的特点基础导引图1中的总电阻分别为多大如果两图中任一个电阻的阻值变大，那么各自的总电阻如何变化图1知识梳理1电阻的串联电流I_电压U_电阻R_电压分配_，_U1U2UNU功率分配_，_P1P2PNP2电阻的并联电流I_电压U_电阻_1R电流分配_，_I1I2I1I功率分配_，_P1P2P1P3几个常用的推论1串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻2并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻3无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和即PP1P2PN4无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大二、电功、电热、电功率基础导引如图2所示在电动机电路中，电流的总功率为多少热功率为多少电动机的输出功率P出等于多少知识梳理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WQU_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2电功率1定义单位时间内电流做的功，表示电流做功的_2公式PW/T_适用于任何电路3焦耳定律1电热电流流过一段导体时产生的_2计算式QI2RT4热功率1定义单位时间内的发热量2表达式P_QT有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗在非纯电阻电路中欧姆定律是否成思考立考点一电路的串并联考点解读1电路的串并联知识是电学高考试题的载体2解题时要首先分析电路结构，搞清楚各电器元件的串并联关系，再利用串并联特点进行分析与计算3分压原理串联电阻两端的电压与电阻成正比分流原理通过各并联电阻的电流与电阻成反比典例剖析例1一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图3甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为图3AP14P2BPDP2特别提醒电路问题常见的错误1不清楚电路各元件的连接情况，画不好等效电路图2不清楚串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用3找不准串、并联电路中的功率分配关系跟踪训练1如图4所示，AB两端接直流稳压电源，UAB100V，R040，滑动变阻器总电阻R20，当滑动片处于滑动变阻器中点时，CD两端电压UCD为_V，通过电阻R0的电流为_A图4考点二对电路中电功、电热、电功率的考查考点解读从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是WQ、UITI2RT1纯电阻电路如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化成内能，此时有WQ计算时可任选一公式WQPTI2RTUITTU2R2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，此时有WQ电功只能用公式WUIT来计算，焦耳热只能用图5图6图7公式QI2RT来进行计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用典例剖析例2如图5所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是A电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B电炉两端电压小于电动机两端电压C电炉两端电压等于电动机两端电压D电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率思维突破1PUI，WUIT，QI2RT，在任何电路中都能使用在纯电阻电路中WQ，UITI2RT，在非纯电阻电路中，WQ，UITI2RT2在非纯电阻电路中，欧姆定律R不成立UI3处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解跟踪训练2如图6所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM050若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是A电动机的输入功率为12WB电动机的输出功率为12WC电动机的热功率为20WD整个电路消耗的电功率为22W10将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆例3电阻R和电动机M串联接到电路中，如图7所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工图8作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间T，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有AU1Q2DW1Q2，误认为C正确错解3正确判断出U1IRU1，B错；电流做的功W1IU1T，W2IU2T，因此W1W2，C错；产生的热量由QI2RT可判断Q1Q2，A对，D错答案A正本清源WIUT，QI2RT在任何电路中都成立，因此计算时一定要先判断电路性质，看是否为纯电阻电路，然后选用合适的规律进行判断或计算能量转化与守恒定律是自然界中普遍适用的规律，我们在分析非纯电阻电路时还要注意从能量转化与能量守恒方面看电路各个部分的作用跟踪训练3如图8所示，电源电动势为30V，内阻不计，一个“6V,12W”的电灯与一个绕线电阻为2的电动机M串联接入电路已知电路中电灯正常发光，则下列说法正确的是A电动机输出的机械功率为40WB电动机的总功率为288WC电动机输出的机械功率为48WD电动机的发热功率为288WA组电路的串并联1如图9所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1R2R3是图9图10图11图12A111B411C144D1222在如图10所示电路中，E为电源，其电动势E9V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R30；L为一小灯泡，其额定电压U6V，额定功率P18W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为A10B20C15D5B组电功、电热、电功率的考查3如图11所示，用输出电压为14V，输出电流为100MA的充电器对内阻为2的镍氢电池充电下列说法正确的是A电能转化为化学能的功率为012WB充电器输出的电功率为014WC充电时，电池消耗的热功率为002WD充电器把014W的功率储蓄在电池内4汽车电动机启动时车灯会变暗，如图12所示，在打开车灯的情况下，电动机未开启时电流表的示数为10A，电动机启动时，电流表读数为58A，若电源电动势为125V，内阻为005，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了A358WB432WC482WD768W图1图2课时规范训练限时30分钟1一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为额定容量54L最高水温75C额定功率1500W额定压力07MPA额定电压220V电器类别类A68AB015AC44AD023A2家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为家用电器1台台式电脑1台平板电视机1台空调1台洗衣机待机功率瓦4142A03度B06度C09度D12度3下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则自重40KG额定电压48V载重75KG额定电流12A最大行驶速度20KM/H额定输出功率350WA电动机的输入功率为576WB电动机的内电阻为4C该车获得的牵引力为104ND该车受到的阻力为63N4如图1所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触头自左向右滑行时，灯泡L1、L2的亮度变化情况是AL1变亮，L2变暗BL1变暗，L2变亮CL1、L2均变暗DL1、L2均变亮5如图2所示，A为一稳压管，它的作用是保证DE两端的电压UDE图3图4图5恒定不变，当流过稳压管的电流在5MA和40MA之间时，UDE就稳定在10V，R2为一可变电阻，它的最小值为500，最大值为无穷大即断路设电源电压U20V，则当R2变化时，为使UDE稳定在10V，R1可取下列几个电阻值中的A100B200C300D40006电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上如图3所示，下列说法正确的是A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变7如图4所示，电阻R20，电动机的电阻R10当开关断开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P当开关合上后，电动机转动起来若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是AI3IBI3ICP3PDP3P8如图5所示电路，闭合电键S，电动机M转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热功率P随电压表测得的电压U和电流表测得的电流I而变化的情况是电动机线圈的电阻可以认为是不变的AP跟电流I的平方成正比BP跟电压U的平方成正比CP跟电压U与电流I的乘积成正比DP跟电压U与电流I的比值成正比9某型号手机电池的背面印有如图6所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3H，待机时间100H”则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为图6A18W,54102WB06W,18102WC36W,0108WD648103W,194102W复习讲义基础再现一、基础导引并联后R总，串联后R总NR无论串联、并联，电路中任一个电阻的阻RN值变大，总电阻也随之变大知识梳理1I1I2INU