2024-2025版高中物理第二章恒定電流階段提升課學(xué)案新人教版選修3-1

PAGE8-其次章恒定電流學(xué)問體系·思維導(dǎo)圖考點(diǎn)整合·素養(yǎng)提升考點(diǎn)電功和電熱、電功率和熱功率(難度☆☆☆)電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)分與聯(lián)系:意義公式聯(lián)系電功電流在一段電路中所做的功W=UIt對(duì)純電阻電路,電功等于電熱,W=Q=UIt=I2Rt對(duì)非純電阻電路,電功大于電熱,W>Q電熱電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功P電=UI對(duì)純電阻電路,電功率等于熱功率,P電=P熱=UI=I2R對(duì)非純電阻電路,電功率大于熱功率,P電>P熱熱功率單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量P熱=I2R提示:該表格中全部公式適用于全部的電路,包括純電阻電路和非純電阻電路。1.有一臺(tái)標(biāo)有“220V50W”的電風(fēng)扇,其線圈電阻為0.4Ω,在它正常工作時(shí),下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中,正確的是()A.I==A,Q=UIt=3000JB.Q=Pt=3000JC.I==A,Q=I2Rt≈1.24JD.Q=t=×60J=7.26×106J【解析】選C。電風(fēng)扇是一種在消耗電能過程中既產(chǎn)朝氣械能,又產(chǎn)生內(nèi)能的用電器,其功率P=IU,則I==A,而產(chǎn)生的熱量只能依據(jù)Q=I2Rt進(jìn)行計(jì)算。因此,選項(xiàng)C正確。2.(多選)如圖所示,一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體,以速度v勻速上升。已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R,電源電動(dòng)勢(shì)為E,通過電源的電流為I,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,忽視一切阻力及導(dǎo)線電阻,則()A.電源內(nèi)阻r=-RB.電源內(nèi)阻r=--RC.假如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變大D.假如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小【解析】選B、C。含有電動(dòng)機(jī)的電路不是純電阻電路,歐姆定律不再適用,A錯(cuò)誤;由能量守恒定律可得EI=I2r+mgv+I2R,解得r=--R,B正確;假如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住,則E=I′(R+r),電流增大,較短時(shí)間內(nèi),電源消耗的功率變大,較長(zhǎng)時(shí)間的話,會(huì)出現(xiàn)燒壞電源和電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象,C正確,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)1兩類U-I圖象(難度☆☆☆)兩類U-I圖象的比較電源U-I圖象電阻U-I圖象圖形圖象表述的物理量改變關(guān)系電源的路端電壓隨電路電流的改變關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的改變關(guān)系圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E,與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過坐標(biāo)軸原點(diǎn),表示沒有電壓時(shí)電流為零圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值表示外電阻的大小,不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大,表示此電阻的大小圖線的斜率的大小圖線斜率的肯定值等于內(nèi)電阻r的大小(留意坐標(biāo)數(shù)值是否從零起先)電阻的大小提示:兩個(gè)圖線出現(xiàn)在同一個(gè)圖象中圖線的交點(diǎn)代表把這個(gè)電阻干脆加在電源外面的路端電壓和電流。1.在如圖所示的U-I圖象中,直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U-I圖線,曲線Ⅲ為某一小燈泡L的U-I曲線,曲線Ⅲ與直線Ⅰ的交點(diǎn)為(1.5A,0.75V),該點(diǎn)的切線與橫軸交點(diǎn)坐標(biāo)為(1.0A,0),用該電源干脆與電阻R或小燈泡L連接成閉合電路,由圖象可知()A.電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為0.5ΩB.R為定值電阻,其阻值為0.5ΩC.L接入電源時(shí)的電阻為1.5ΩD.R接入電源時(shí)電源的輸出功率大于L接入電源時(shí)電源的輸出功率【解析】選D。直線Ⅰ在縱軸上的截距為電動(dòng)勢(shì),即E=3V,斜率的肯定值為內(nèi)阻,即r=1.5Ω,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;直線Ⅱ的斜率肯定,為定值電阻,其阻值R==1.5Ω,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;曲線Ⅲ與直線Ⅰ的交點(diǎn)為(1.5A,0.75V),則阻值RL==0.5Ω,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源的輸出功率可以用“面積”表示,由“面積”可得R接入電源時(shí)電源的輸出功率大于L接入電源時(shí)電源的輸出功率,選項(xiàng)D正確。2.(多選)如圖所示,圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的U-I圖線,電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別用E、r表示,依據(jù)所學(xué)學(xué)問分析下列選項(xiàng)正確的是()A.E=50VB.r=ΩC.當(dāng)該導(dǎo)體干脆與該電源相連時(shí),該導(dǎo)體的電阻為20ΩD.當(dāng)該導(dǎo)體干脆與該電源相連時(shí),電路消耗的總功率為80W【解析】選A、C。由圖象的物理意義可知電源的電動(dòng)勢(shì)E=50V,內(nèi)阻r==Ω=5Ω,故A正確,B錯(cuò)誤;該導(dǎo)體與該電源相連時(shí),電阻的電壓、電流分別為U=40V,I=2A,則R==20Ω,此時(shí),電路消耗的總功率P總=EI=100W,故C正確,D錯(cuò)誤。考點(diǎn)2動(dòng)態(tài)電路分析(難度☆☆☆☆)1.程序法:基本思路是“部分整體部分”,即從阻值改變的部分入手,由串、并聯(lián)規(guī)律判知R總的改變狀況,再由歐姆定律判知I總和U總的改變狀況,其一般步驟為:(1)定電路的外電阻R外總?cè)绾胃淖?(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律I總=確定電路的總電流如何改變(利用電動(dòng)勢(shì)不變);(3)由U內(nèi)=I總r,確定電源內(nèi)電壓如何改變(利用r不變);(4)由U外=E-U內(nèi)確定電源的外電壓(路端電壓)如何改變;(5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端電壓如何改變;(6)由部分電路和整體的串、并聯(lián)規(guī)律確定支路兩端電壓如何改變以及通過各支路的電流如何改變。2.“串反并同”法:“串反并同”是指在電源內(nèi)阻不行忽視的條件下,電路中與改變電阻串聯(lián)(包括間接串聯(lián))的用電器,其電壓、電流、功率(或電壓表的示數(shù)、電流表的示數(shù)、燈泡發(fā)光的亮度等)的改變均與電阻改變規(guī)律相反;而與改變電阻并聯(lián)(包括間接并聯(lián))的用電器,其電壓、電流、功率的改變均與電阻改變規(guī)律相同,運(yùn)用此法進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析簡(jiǎn)捷、便利,可起到事半功倍的作用。3.特別值法:對(duì)于某些電路問題,可以實(shí)行代入特別值法判定,從而得出結(jié)論。4.極端法:即因滑動(dòng)變阻器滑片引起電路改變的問題,可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去探討,此時(shí)要留意是否出現(xiàn)極值狀況,即改變是否單調(diào)改變。1.(多選)在如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,志向電流表和志向電壓表的示數(shù)分別用I和U表示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí),兩表的示數(shù)都發(fā)生改變。電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻始終不變,則下列說法正確的是()A.I變大,U變小B.變大C.R1的功率肯定變大D.電源的總功率肯定減小【解析】選B、D。依據(jù)電路圖可知,R1、R2、電流表A串聯(lián)后接在電源兩端,電壓表V并聯(lián)在R2兩端。當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí),R2連入電路的阻值變大,由閉合電路歐姆定律可推斷,I變小,U變大,則變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由=I2R1,知R1的功率變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源的總功率P總=,因R總變大,則P總是變小的,選項(xiàng)D正確。2.(多選)如圖所示的電路,L1、L2、L3是3只小電燈,R是滑動(dòng)變阻器,起先時(shí),它的滑片P位于中點(diǎn)位置。當(dāng)S閉合時(shí),3只小電燈都發(fā)光?，F(xiàn)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),則小電燈L1、L2、L3的改變狀況()A.L1變亮B.L2變亮C.L3變暗 D.L1、L2、L3均變亮【解析】選B、C。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),變阻器的有效電阻變大,導(dǎo)致外電路的總電阻增大,由閉合電路的歐姆定律I總=知