2025年高中物理试卷(带答案)第2讲　电能　能量守恒定律.docxVIP

第2讲电能能量守恒定律

课程标准

素养目标

1.理解闭合电路欧姆定律．会测量电源的电动势和内阻．

2.通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用．

3.理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的热现象．

物理观念：了解能量观念在电路中的应用．

科学思维：动态分析法在电路中的重要应用．

科学探究：探究电源两端电压与电流的关系．

科学态度与责任：电路在生产、生活实际中的重要应用，用电安全、节能意识内化于心，外成于行．

考点一电路中的能量

【必备知识·自主落实】

1．电功、电功率及焦耳定律

(1)电功

①定义：是指电路中________力对定向移动的自由电荷所做的功．

②公式：W＝____＝UIt．在任何电路中都适用

(2)电功率

①定义：电流在一段电路中所做的____与通电________之比叫作电功率．

②公式：P＝________＝UI．适用于任何电路

(3)焦耳定律

①电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________，跟导体的电阻及通电时间成________．

②公式：Q＝I2Rt．计算电热都可以用

2．电路中的能量转化

从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为________能，还有一部分转化为________能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝________，P损＝________．

【关键能力·思维进阶】

1．如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体乙刚好能嵌入导体甲，导体丙刚好能嵌入导体乙．现将三段导体串联接入到同一电路中，则()

A.导体丙的电阻最大

B．导体甲两端的电压最大

C．导体乙消耗的电功率最大

D．三段导体在相等时间内产生的热量相等

2．如图所示，四个完全相同的灯泡，开关闭合后亮度最高的是()

A．L1B．L2C．L3D．L4

3．(多选)[2024·山东青岛质检]兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V50W”字样，它的线圈内阻为4Ω，R1＝480Ω，电热丝R＝44Ω，把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M可以正常工作，则下列说法正确的是()

A．电热丝的热功率P＝1100W

B．电阻R2＝240Ω

C．电动机M正常工作时的输出功率P1＝49W

D．开关S1、S2都闭合，1分钟电路消耗的电能为E＝7.26×103J

4.

(多选)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()

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

5.0A

A.正常匀速行驶，则后轮受到地面对它的滑动摩擦力

B．电动自行车的电机线圈内阻为9.6Ω

C．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240W

D．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83%

思维提升

1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系

意义

公式

联系

电功

电流在一段电路中所做的功

W＝UIt

W＝Pt

对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，W＞Q

电热

电流通过导体产生的热量

Q＝I2Rt

电功率

单位时间内电流所做的功

P＝UI

P＝W

对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热

热功率

单位时间内导体产生的热量

P＝I2R

2.非纯电阻电路的分析方法

(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．

(2)应用能量守恒定律分析：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．

考点二闭合电路欧姆定律及应用

【必备知识·自主落实】

1．电动势

(1)电源：电源是通过____________做功把其他形式的能转化为________的装置．

(2)电动势

①定义：在物理学中，我们用非静电力所做的功与所移动的________之比来表示电源的这种特性，叫作电动势．即E＝Wq．其大小由电源本身决定

②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．

(3)内阻：电源内部导体的电阻．

2．闭合电路欧姆定律

(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电