資源簡介

課時26　電能　能量守恒定律
1.電功和電功率
（1）電功：
①電功是指電路中　　　　力對定向移動的電荷所做的功，電流做功的過程就是　　　　能轉化為其他形式能的過程.
②電功的計算公式：W＝　　　　.
③單位：　　　　，符號：　　　　.
（2）電功率：
①定義：電流在一段電路中所做的功與　　　　之比.
②公式：P＝＝　　　　.
③單位：　　　　，符號：　　　　.
④意義：表示電流做功的　　　　.
2.焦耳定律
（1）焦耳定律：
①內容：電流通過導體產生的熱量跟　　　　　　成正比，跟導體的　　　　及　　　　成正比.
②表達式：Q＝　　　　.
（2）熱功率：
①定義：　　　　內的發熱量稱為熱功率.
②表達式：P熱＝　　　　.
③物理意義：表示電流　　　　的物理量.
3.電路中的能量轉化
從能量轉化與守恒的角度看，電動機從電源獲得能量，一部分轉化為　　　　能，還有一部分轉化為　　　　能，即P電＝P機＋P損，其中P電＝　　　　，P損＝　　　　.
4.閉合電路歐姆定律
（1）內容：在外電路為　　　　的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成　　　　，跟內、外電路的電阻之和成　　　　.
（2）表達式：I＝　　　　.
（3）適用條件：外電路為純電阻電路.
5.能量守恒定律
能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式　　　　為另一種形式，或者從一個物體　　　　到別的物體，在　　　　或　　　　的過程中，能量的總量　　　　.
6.能量轉移或轉化的方向性
（1）能量轉化：自然界中存在著各種不同形式的能量，并且各種形式的能量是可以相互　　　　的.
（2）能量轉化的方向：物體的機械能可以自發地　　　　為內能，但內能　　　　自發地全部轉化為機械能而使物體恢復原來的機械運動.
（3）能量的耗散：在能源的利用過程中，即在能量的轉化過程中，能量在數量上并未減少，但在可利用的品質上　　　　了，從便于利用的能源變成了不便于利用的能源.
7.能源與社會發展
人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即柴薪時期、　　　　和　　　　.自工業革命以來，　　　　和　　　　成為人類的主要能源.
1.電功W＝UIt可以用來計算所有電路中電流所做的功.（　　）
2.焦耳定律的表達式為Q＝I2Rt，此式適用于任何電路.（　　）
3.三個公式P＝UI、P＝I2R、P＝沒有任何區別，它們表達相同的意義，所以三式中P都是電功率.（　　）
4.容量越大的電池，儲存的化學能越多.（　　）
1.電功和電功率
W＝UIt是電功的計算式，P＝UI是電功率的計算式，適用于任何電路.
【例1】（2023屆金壇合格性考試模擬）一只小燈泡的額定功率與額定電壓分別為2 W與5 V，該小燈泡正常發光時的電流為（　　）
A.0.4 A　　B.2.5 A　　C.5 A　　D.10 A
2.焦耳定律
（1）對純電阻電路，電功等于電熱，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t＝Pt.
（2）對非純電阻電路（如電動機和電解槽），由于電能除了轉化為電熱以外，同時還能轉化為機械能或化學能等其他形式的能，所以電功必然大于電熱，即W＞Q，這時電功只能用W＝UIt計算，電熱只能用Q＝I2Rt計算，兩式不能通用.
【例2】（2024屆南京合格性考試模擬）一家庭使用的電熱毯電阻為660Ω，當電熱毯接入220 V的電壓時，電熱毯在30 s內產生的焦耳熱為（　　）
A.2 200 J　　B.660 J　　C.6 600 J　　D.220 J
【例3】（2024屆鹽城合格性考試模擬）將如圖所示的電動機接上電源后扇葉運轉，電動機消耗的電功率為P電，輸出的機械功率為P機，產生的電熱功率為P熱，它們間的關系是（　　）
A.P電＝P機＋P熱　　　B.P機＝P電＋P熱　　C.P熱＝P機＋P電　　D.P電＝P機＝P熱
3.電動勢　閉合電路歐姆定律
（1）電動勢是反映電源把其他形式的能轉化為電能的本領大小的物理量，其特點：大小由非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關，也跟外電路無關，在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.
（2）閉合電路歐姆定律表達式：I＝，適用于純電阻的閉合電路；變形為E＝U外＋U內或E＝U＋Ir，適用于所有電路.
（3）路端電壓與外電阻的關系：U＝IR＝·R.
【例4】（2023屆徐州合格性考試模擬）如圖所示電路中，電源電動勢E＝40 V，內阻r＝5Ω，電阻R1＝R2＝30Ω.不計電壓表對電路的影響，請根據以上信息回答問題：
（1）外電路的總電阻為　　　　Ω，通過電源的電流為　　　　A.
（2）圖中電壓表的讀數為　　　　V，電阻R1消耗的功率是　　　　W.
【例5】（2023屆南京合格性考試模擬）用多用電表測量一個定值電阻的阻值.經過規范操作后，指針位置及選擇開關所選歐姆擋的倍率分別如圖甲、乙所示，則此定值電阻的阻值為（　　）
A.12Ω　　B.120Ω　　C.140Ω　　D.5.6Ω
4.探究實驗：測定電源電動勢和內阻
為了減小偶然誤差，要多做幾次實驗，多取幾組數據，然后利用U －I圖像處理實驗數據.將點描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，而且在直線兩側的點數大致相等（如圖所示）.這條直線代表的U －I關系的偶然誤差比每一組實驗數據的偶然誤差都小.這條直線在U軸上的截距就等于被測電源的電動勢E（對應的I＝0），斜率的絕對值就等于被測電源的內阻r.
【例6】（2024屆漣水合格性考試模擬）在“測定電池的電動勢和內阻”的實驗中，得到如圖所示的U －I圖像，則電源的電動勢為　　　　V，電池的內阻為　　　　Ω.
5.能量的轉化與守恒
自然界中不同形式的能量可以相互轉化，一種形式的能量減少一定伴隨著其他形式的能量增加，能量的總量保持不變.能量耗散反映了能量轉化的宏觀過程具有方向性，所以自然界的能量雖然守恒，但還是很有必要節約能源.
【例7】2022年7月8日消息，世界能源格局發生重要變化，能源投資新趨勢正在形成.關于能源與可持續發展，下列說法正確的是（　　）
A.籃球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機械能消失了
B.大量使用天然氣作燃料符合“低碳生活”理念
C.隨著科技的發展，永動機是可以制成的
D.在火力發電中，燃氣的內能不可能全部轉變為電能
1.（2024屆江蘇合格性考試模擬）下列家用電器中把電能主要轉化為內能的是（　　）
A.電風扇　　B.電熨斗　　
C.洗衣機　　D.吸塵器
2.（2024屆江蘇合格性考試模擬）某興趣小組探究用不同的方法測定干電池的電動勢和內阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合.為使實驗結果盡可能準確，最不可取的一組器材是（　　）
A.一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器　　B.一個電壓表和多個定值電阻
C.一個電流表和一個電阻箱　　D.兩個電流表和一個滑動變阻器
3.（2024屆鹽城合格性考試模擬）電飯鍋工作時有兩種狀態：一種是鍋內的水燒干以前的加熱狀態，另一種是水燒干以后的保溫狀態.如圖是電飯鍋的電路圖，R2是加熱用的電熱絲，保溫狀態時（　　）
A.開關閉合，兩電阻的電壓相等　　
B.開關閉合，兩電阻的電流相等
C.開關斷開，兩電阻的電壓相等　　
D.開關斷開，兩電阻的電流相等
4.（2024屆南京合格性考試模擬）在如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝3 V，電源的內阻r＝2Ω，電阻R＝8Ω，不計電流表的內阻，則閉合開關S后，電阻R兩端的電壓為（　　）
A.0.6 V　　B.2.4 V　　C.3.0 V　　D.3.6 V
5.（2024屆南京合格性考試模擬）某同學用多用電表測電阻，選擇開關置于“×10Ω”擋時，表針停在圖中的位置上，為了讀數更精確些，以下說法正確的是（　　）
A.讀出讀數乘10倍即可　　B.換“×1Ω”擋
C.換“×100Ω”擋　　D.選擇任意擋都行
6.（2024屆徐州合格性考試模擬）某同學用如圖（a）所示電路測定電池組的電動勢和內阻.
（1）如圖（b）所示實物電路中，導線P端應連接在接線柱　　　　（選填“①”或“②”）上；
（2）某次測量中，電流表量程為0～0.6 A，指針如圖（c）所示，其讀數為　　　　A；
（3）該實驗中，電動勢的測量值偏小，其原因可能是在該方案中，電流表的示數　　　　（選填“大于”“等于”或“小于”）流過電池組的電流.
課時26　電能　能量守恒定律
【一過考點】
1.（1）靜電　電　UIt　焦耳　J　（2）通電時間　UI　瓦特　W　快慢
2.（1）電流的二次方　電阻　通電時間　I2Rt
（2）單位時間　I2R　發熱快慢
3.機械　內　UI　I2R
4.（1）純電阻　正比　反比　（2）
5.轉化　轉移　轉化　轉移　保持不變
6.（1）轉化　（2）全部轉化　不可能　（3）降低
7.煤炭時期　石油時期　煤　石油
【二過易錯】
1.√　2.√　3.×　4.×
【三過典題】
【例1】A　【解析】小燈泡正常發光時的功率為額定功率，兩端電壓為額定電壓，根據功率公式可知，I＝＝A＝0.4 A，A正確，B、C、D錯誤.
【例2】A　【解析】根據焦耳定律Q＝I2Rt＝t，解得Q＝2 200 J，A正確.
【例3】A　【解析】輸入電動機的電能轉化為機械能和熱能，A正確.
【例4】（1）15　2　（2）30　30　【解析】（1）兩個導體并聯，根據并聯電阻公式解得外電路的總電阻為15Ω.根據I＝，解得電流I＝2 A.（2）外電壓U＝IR外＝30 V，電阻R1消耗的功率是P＝＝30 W.
【例5】B　【解析】由圖乙可知，歐姆表擋位選擇“×10”，故讀數為12×10Ω＝120Ω，B正確.
【例6】2.0　2.0　【解析】根據電源路端電壓與干路電流關系式U＝E－Ir，可知U－I圖線的縱截距表示電源電動勢，由圖像可得電源電動勢為E＝2.0 V.圖像斜率的絕對值表示電源內阻，由圖像可得電源內阻為r＝＝ Ω＝2.0Ω.
【例7】D　【解析】籃球從空中落下，最后靜止在地面上，說明機械能轉化為了籃球和周圍其他物體的內能，或轉化為其他形式的能，能量不會消失，A錯誤；因天然氣的主要成分是甲烷，完全燃燒，其燃燒時生成二氧化碳和水；不完全燃燒生成一氧化碳和水，因此大量使用天然氣作燃料不符合“低碳生活”理念，B錯誤；不需要任何外界的動力而持續對外做功的機器—永動機，違背了能量的轉化和守恒定律，永動機是不可能制成的，C錯誤；任何機械都有效率的問題，因此燃氣的內能不可能全部轉變為電能，D正確.
【四過集訓】
1.B　
2.D　【解析】A選項中根據閉合回路歐姆定律可得E＝U＋Ir，可測量多組數據列式求解，A可取；B選項中根據歐姆定律可得E＝（r＋R），可測量多組數據列式求解，B可取；C選項中根據歐姆定律可得E＝I（R＋r），可測量多組數據列式求解，C可取；D選項中兩個電流表和一個滑動變阻器，由于不知道滑動變阻器連入電路的電阻，故無法測量，D不可取.
3.D　【解析】開關閉合，R1被短接，電源電壓220 V全部加在R2兩端，其對應的電功率大，電飯鍋處于煮飯狀態；開關斷開時，兩個電阻串聯分壓，但是電流相同，電熱絲兩端電壓小于220 V，其電功率也要變小，電飯鍋處于保溫狀態，D正確.
4.B　
5.B　【解析】利用多用電表測電阻時，指針指在中央位置誤差較小，而導體的阻值＝示數×倍率.示數小要使之變大，只要換小倍率即可，所以換“×1Ω”擋，B正確.
6.（1）②　（2）0.52　（3）小于

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