2021~2022学年新教材高中物理第五章电能与能源的可持续发展课件(3份打包)

文档属性

名称 2021~2022学年新教材高中物理第五章电能与能源的可持续发展课件(3份打包)
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资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-13 11:45:40

文档简介

(共50张PPT)
第一节 电路中的能量
第五章
2022
内容索引
01
02
课前篇 自主预习
课堂篇 探究学习
学习目标
1.理解电功、电功率的概念.(物理观念)
2.知道焦耳定律,知道电功率与热功率的区别和联系.(物理观念)
3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,会结合实际问题区分电功和电热.(科学思维)
4.会分析闭合电路中的各种功率及进行相关运算.(科学思维)
思维导图
课前篇 自主预习
【必备知识】
一、电功和电功率
1.电功
(1)定义:电流通过一段电路时,自由电荷在电场力的推动下做定向移动,电场力对自由电荷做功,将电能转化为其他形式的能.我们把电场力所做的功称为电功.
(2)公式:W= UIt .单位: 焦耳 .符号: J .
2.电功率
(1)定义:电流做功与完成这些功所用时间之比叫作电功率.
(2)公式: =UI.单位:瓦特.符号:W.1 kW=103 W.
想一想如图所示,已知电路两端的电势差为U,电路中的电流为I,电荷从左端到达右端所用的时间为t,则在t时间内通过导体某截面的电荷量是多少 把这些电荷从左端移到右端,电场力做功是多少
提示 由电流的定义式可得通过某截面的电荷量q=It,根据静电力做功的公式W=qU,可得W=UIt.
二、焦耳定律
1.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比,与
导体的电阻及通电时间成正比.
(2)公式:Q= I2Rt .
2.热功率:一段电路因发热而消耗的功率,P= I2R .
想一想如图所示是电视机和电风扇,说明它们是纯电阻电路还是非纯电阻电路 电流做的电功是否全部转化为热量
提示 电视机和电风扇都是非纯电阻电路,电流做的电功并不是全部转化为热量.
三、闭合电路中的能量
1.电源的功率
(1)公式:P=EI=P出+P内=U外I+U内I.
(2)意义:EI表示电源提供的电功率.
2.电源的输出功率
(1)公式:P出=U外I.
(2)意义:U外I表示外电路上消耗的电功率.
3.电源的内耗功率
(1)公式:P内=U内I.
(2)意义:U内I表示内电路上消耗的电功率.
【自我检测】
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.
(1)电功与电能的单位是相同的,因此,电功就是电能.(  )
答案 ×
解析 功是能量转化的量度.
(2)电流做的功越多,电功率越大.(  )
解析 电流的功由功率和时间共同决定.
答案 ×
(3)W=UIt可以计算任何电路的电功.(  )
答案 √
(4)Q=I2Rt可以计算任何电路的热量.(  )
答案 √
(5)电流相同时,电源提供的电功率一定相同.(  )
解析 电功率等于电压与电流的乘积.
答案 ×
(6)内电路消耗的功率就是整个电路的电功率.(  )
解析 整个电路的电功率等于内外电路的电功率之和.
答案 ×
2.如图所示为电源和导线内移送电荷的情况.
则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放
的能量大小决定于(  )
A.电源的电动势   
B.电路中电流的大小
C.电源的内阻
D.电源的容量
解析 移动电荷一周所释放的能量,就是电源提供给的电能,数值等于电源内部非静电力做功的数值,即W=Eq.故A对,B、C、D错.
答案 A
3.关于电功和电热的计算,下列说法正确的是(  )
A.如果是纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算
B.如果是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,但不能用公式W=UIt计算
C.如果不是纯电阻电路,电功只能用公式W=I2Rt计算
D.如果不是纯电阻电路,电热可用公式W=I2Rt计算,也可用公式W=UIt计算
解析 纯电阻电路,电功可用公式W=UIt计算,也可用公式W=I2Rt计算,故A正确,B错误;非纯电阻电路,电功用公式W=UIt计算,故C错误;非纯电阻电路,电热用公式W=I2Rt计算,故D错误.
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
电功、电功率的理解和计算
【问题情境】
在现代社会中,人们的生产、生活和科技实践活动都离不开电,各种各样的用电器减轻了人们的劳动强度,提高了工作效率,在享受电给我们带来方便的同时,你知道电能是如何转化为其他形式的能和电能在转化过程中满足怎样的规律吗
要点提示 通过电流做功,W=UIt.
【知识归纳】
1.对电功的理解
(1)从力的角度看,电流做功的实质是电场力对自由电荷做功.
(2)从能的角度看,电流做功过程是电能转化为其他形式的能的过程,电功的大小表示电能的减少量,标志着电能转化为其他形式的能的多少.
(3)电功W=UIt=qU对任何电路都适用.
      电功不一定等于电热
2.串、并联电路中的功率关系
3.额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率.当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额,电功率也达到额定功率P额,且
P额=U额I额.
(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率.为了使用电器不被烧毁,要求实际功率不能大于其额定功率.
要点笔记(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和.
(2)串联电路中,功率与电阻成正比;并联电路中,功率与电阻成反比.
【典例剖析】
例1有额定电压都是110 V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的两盏电灯,若接在电压是220 V的电路上,两盏电灯均能正常发光,那么电路中消耗功率最小的电路是(  )
解析 要两灯均正常发光,即每灯的电压均为110 V,对A选项,因为RA110 V,B灯将被烧坏;对B选项,UB>U并,B灯将被烧坏;对C选项,RA可能等于B灯与变阻器并联后的电阻,所以UA可能等于UB,等于110 V,两灯可能都正常发光,且电路消耗的总功率为200 W;对D选项,滑动变阻器电阻可能等于两灯并联后的总电阻,可能有UA=UB=U并=110 V,两灯可能正常发光,且电路中消耗的总功率为280 W.综上可知,C正确.
答案 C
规律方法 功率求解的技巧
(1)在纯电阻电路中,比较用电器的电功率时,要根据已知条件灵活选用公式,如用电器电流相同时,用P=I2R比较,若电压相同时用 比较,若电阻相同时,可根据I或U的关系比较.
(2)求解串、并联电路中的功率分配问题时,比例法求解会使问题简化,但一定要明确是正比还是反比关系.
(3)当求解用电器的功率时,要明确求解的是什么功率.实际功率与额定功率不一定相等.
变式训练 1某款锂离子多功能电池有两路电压输出设计,如图所示.一路为环状凹槽电极,该路经由电路输出电芯电压,额定电压为3.7 V;另一路为与干电池电极完全相同的中心柱状电极,经由变换电路输出,额定电压1.5 V,下表为该电池的各项参数.下列说法正确的是(  )
型号 5号 标准容量 810 mA·h(3.7 V)
2 000 mA·h(1.5 V)
电芯 锂聚合物 输出电 流(最大) 1 500 mA(3.7 V)
2 000 mA(1.5 V)
标准 电压 1.5 V/3.7 V 电池寿命 大于500次完全充放电
(根据使用情况而异)
A.使用环状凹槽电极时,电池的能量是2 916 J
B.使用环状凹槽电极时,在最大输出电流工作状态下能工作约2 h
C.使用中心柱状电极时,电池的电荷量是10 800 C
D.使用中心柱状电极时,在最大输出电流工作状态下能工作约1 h
答案 D
探究二
电功与电热的比较
【问题情境】
用电炉烧水时,炉盘内的电炉丝被烧得通红,产生大量的热,而连接电炉的导线却不怎么热,这是什么原因
要点提示 通电导线跟电炉丝是串联在一起的,通过它们的电流相等,而电炉丝的电阻比导线的电阻要大得多,由焦耳定律Q=I2Rt知在相等的时间内导线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多.
【知识归纳】
1.纯电阻电路和非纯电阻电路
(1)一般情况下的电灯泡、电炉丝等为纯电阻电路;电动机、电解槽等为非纯电阻电路.
(2)纯电阻电路遵循欧姆定律,而非纯电阻电路不完全遵循欧姆定律.
(3)纯电阻电路电流做功时,电能全部转化为电热;而非纯电阻电路,电流做功将电能一部分转化为电热,一部分转化为机械能或其他形式的能.
2.电功与电热
3.电功率与热功率
【典例剖析】
例2规格为“220 V 36 W”的排气扇,电动机的内阻为40 Ω.
(1)接上220 V的电压后,求排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;
(2)如果接上220 V的电压后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率.
解析 (1)排气扇在220 V的电压下正常工作时的电流为
发热功率为P热=I2R=(0.16)2×40 W=1 W.
转化为机械能的功率为P机=P-P热=36 W-1 W=35 W.
(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻电路,电流做功全部转化为热能,此时电动机中的电流为
电动机消耗的功率即发热功率为
P电'=P热'=UI'=220×5.5 W=1 210 W.
答案 (1)35 W 1 W (2)1 210 W 1 210 W
规律方法 电功、电热的计算方法
(1)判断电路中的用电器是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器.
(2)分析各用电器之间的连接方式,对纯电阻电路,计算时可以利用串联电路的分压特点或并联电路的分流特点.
(3)由所求问题选取合适的公式,在非纯电阻电路中计算电功只能用W=UIt,计算电热只能用Q=I2Rt,欧姆定律的变形式在纯电阻电路中才能通用.
(4)对于含电动机的电路,电动机转动时是非纯电阻用电器,电动机不转动时是纯电阻用电器.
变式训练 2在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻.
解析 当电流表和电压表的示数为0.5 A和1.0 V时,电动机停止工作,电动机中只有电动机的内阻消耗电能,其阻值
当电动机正常工作时,电流表、电压表示数分别为2.0 A和15.0 V,
则电动机的总功率P总=U2I2=15.0×2.0 W=30.0 W
线圈电阻的热功率P热= =2.02×2.0 W=8.0 W
所以电动机的输出功率P输出=P总-P热=30.0 W-8.0 W=22.0 W.
答案 22.0 W 2.0 Ω
探究三
电源的功率和效率
【问题情境】
闭合电路中,电源电动势为E,内、外电路的电阻分别是r和R,电路中的电流为I,t时间内电源把多少其他形式的能转化为电能 外电路产生的热量是多少 内电路产生的热量是多少 三者之间有何关系
要点提示 EIt I2Rt I2rt EIt=I2Rt+I2rt
【知识归纳】
1.电源的输出功率
只有纯电阻电路才成立
2.输出功率的图像
3.电源的效率
【典例剖析】
例3如图所示电路中,电池的电动势E=5 V,内阻r=10 Ω,固定电阻R=90 Ω,R0是可变电阻,在R0由0增加到400 Ω的过程中,求:
(1)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率.
(2)电池的内阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.
规律方法 闭合电路中功率问题的三点提醒
(1)电源输出功率越大,效率不一定越高,如电源输出功率最大时,效率只有50%.
(2)判断可变电阻功率变化时,可将可变电阻以外的其他电阻看成电源的一部分内阻.
(3)当P输出变式训练 3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 W
B.电源的内阻为5 Ω
C.电源的电动势为45 V
D.电阻箱消耗的功率为最大值时,电源的效率大于50%
答案 B
随堂训练
1.如图所示,一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上,电路中的电流为I.电阻两端的电压为U1,电功率为P1;灯泡两端的电压为U2,电功率为P2.则下列关系式正确的是(  )
A.P1=UI B.P2=U2R
C.U2=U-IR D.U1=U-IR
解析 电阻的电功率P1=U1I,A错误;灯泡的电功率P2=U2I,B错误; U2=U-U1=U-IR,C正确,D错误.
答案 C
2.如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L标有“6 V 12 W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.5 Ω,若灯泡恰能正常发光,则下列说法中正确的是(  )
A.电动机的总功率是72 W
B.电动机的热功率是1 W
C.电动机的输出功率是10 W
D.整个电路消耗的电功率是22 W
解析 电动机两端的电压为U1=U-UL=(12-6)V=6 V,整个电路中的电流为
=2 A,所以电动机消耗功率为P=U1I=6×2 W=12 W,故A错误;电动机的热功率为P热=I2RM=22×0.5 W=2 W,故B错误;电动机的输出功率为 P出=P-P热=(12-2)W=10 W,故C正确;整个电路消耗的电功率为
P总=UI=12×2 W=24 W,故D
答案 C
3.如图所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为8 V,乙电路两端的电压为16 V.调节滑动变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙,则下列关系中正确的是(  )
A.P甲B.P甲>P乙
C.P1>P2
D.P1=P2
解析 由灯都正常发光可知,R1中电流是R2中电流的二倍,R1两端电压是R2两端电压的二分之一,两滑动变阻器消耗的功率相等,两电路中消耗的总功率相等,D正确,A、B、C错误.
答案 D
4.如图所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则(  )
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
答案 C
5.如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是(  )
A.4 W,8 W
B.2 W,4 W
C.4 W,6 W
D.2 W,3 W
解析 由题图可知,电路的电流是2 A,路端电压是2 V,由此可得 P出=IU=4 W,P总=IE=6 W.
答案 C(共32张PPT)
第二节 能源的利用方式 
第三节 能量的转化与守恒 第四节 能源与环境
第五章
2022
内容索引
01
02
课前篇 自主预习
课堂篇 探究学习
学习目标
1.知道能源的利用方式.(科学态度与责任)
2.理解能量守恒定律.(科学态度与责任)
3.理解能源、环境与人类生存的关系.(科学态度与责任)
4.知道能源的开发和利用对环境造成的污染.(科学态度与责任)
思维导图
课前篇 自主预习
【必备知识】
一、能源的利用方式
1.水能:是指水体的动能、势能和压力能等能量资源.主要用于水力发电.水能资源最显著的特点是可再生、无污染.
2.风能:是因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量.风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,把风的动能转变为风车叶片的机械能.风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源.
3.太阳能:对太阳能的利用主要有太阳能的光热转换、光电转换和光化学转换三种.利用太阳能发电,可省去费用庞大的输电设备.
4.核能:是一种储存在原子核内部的能量,原子核发生核反应时,会释放巨大的能量.目前核能主要用于发电.
二、能量的转化与守恒
1.各种各样的能量:自然界中存在不同形式的能量,如机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能.
2.能量的转化和转移:能量的存在形式多种多样,而且不同形式的能量可以相互转化.
3.能量守恒:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体;在转化和转移过程中其
总量不变.这就是能量守恒定律.
4.能量转化(转移)的方向性:热传导过程是有方向性的,热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的,而其相反方向的过程是不能自发进行的.在自然界的一切自发过程中,能量的转化(转移)都是有方向性的,但都不违反能量守恒定律.
想一想请你将两手手心对着压紧,用力来回快速摩擦10~15 s(如图所示),有什么感觉 想想看,在这一过程中能量发生了怎样的转化或转移
提示 发热;机械能转化为内能.
三、能源与环境
1.能源的分类:按能源的基本形态分类,有一次能源和二次能源;根据消耗后是否造成污染可分为污染型能源和清洁型能源.
2.能源与环境:对大气环境的影响,对生态环境的影响,对居住环境的影响.
3.环境污染的危害:环境污染不仅给生态系统造成直接的破坏和影响,而且对人类社会也造成间接的危害.
4.环境保护:防治生产和生活的污染,防止建设和开发的破坏,保护自然环境.
【自我检测】
1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.
(1)天然气属于化石能源.(  )
答案 √
(2)化石能源利用过程中加剧了温室效应现象.(  )
答案 √
(3)能量在转移或转化过程中总量是保持不变的.(  )
答案 √
(4)当一个物体所具有的能量增加时,一定有别的物体的能量在减少.(  )
答案 √
(5)能源利用过程中能量总量不变,可利用的品质也不变.(  )
解析 可利用的品质会降低.
答案 ×
(6)电能是指电以各种形式做功的能力.(  )
答案 √
(7)煤、石油、天然气都是可再生能源.(  )
解析 煤、石油、天然气都是不可再生能源.
答案 ×
2.我国新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的石油资源,石油属于(  )
A.可再生能源 B.二次能源
C.常规能源 D.地热能
解析 我国新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的石油资源,石油属于常规能源.
答案 C
3.以下说法正确的是(  )
A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B.汽油是一种清洁能源
C.水能是不可再生能源
D.煤、石油、天然气等常规能源是取之不尽用之不竭的
解析 煤、石油、天然气等燃料的来源可追溯到太阳能,选项A对;汽油燃烧会产生污染,选项B错;水能是可再生能源,选项C错;煤、石油、天然气等储量是有限的,是不可再生能源,选项D错.
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
对能量守恒定律的理解
【问题情境】
如图所示是用一台蒸汽机和一台发电机建立的模型发电站,将这个模型发电站与小灯泡连接起来,就可以供电了.
请分析该模型发电站工作时各种形式的能量是如何转化的.
要点提示 蒸汽机将蒸汽的内能转化为蒸汽轮机的机械能,蒸汽轮机带动发电机转动,将机械能转化为电能使小灯泡发光.
【知识归纳】
1.能量守恒定律的适用范围
能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一条规律.
     宏观领域和微观领域均适用
2.能量守恒定律的推论
某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.
某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等.
【典例剖析】
例1(多选)从光滑斜面上滚下的物体,最后停止在粗糙的水平面上,下列说法正确的是(  )
A.在斜面上滚动时,只有动能和势能的相互转化
B.在斜面上滚动时,有部分势能转化为内能
C.在水平面上滚动时,总能量正在消失
D.在水平面上滚动时,机械能转化为内能,总能量守恒
解析 在斜面上滚动时,只有重力做功,只发生动能和势能的相互转化;在水平面上滚动时,有摩擦力做功,机械能转化为内能,总能量是守恒的.
答案 AD
规律方法 利用能量守恒定律解题的两点注意
(1)能量既可以通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转化,也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移.
(2)能量在转化与转移的过程中,能量的总量保持不变.利用能量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化,分析时避免出现遗漏.
变式训练 1(多选)行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降.上述不同现象中所包含的相同的物理过程是(  )
A.物体克服阻力做功
B.物体的动能转化为其他形式的能量
C.物体的势能转化为其他形式的能量
D.物体的机械能转化为其他形式的能量
解析 这三个现象中物体在运动过程中都受到阻力作用,汽车主要受摩擦阻力,流星、降落伞受空气阻力,因而物体都克服阻力做功,A正确.三个物体的运动过程中,汽车是动能转化成了内能,流星、降落伞是重力势能转化成其他形式的能,都是机械能转化成了其他形式的能,B、C错误,D正确.
答案 AD
探究二
能源及其开发和利用
【问题情境】
煤、石油和天然气等化石能源越用越少,所以我们需要开发新能源,你知道有哪些新能源吗
要点提示 太阳能、风能、核能等.
【知识归纳】
1.能量耗散和品质降低 能量并没有消失,能源的可利用品质降低
(1)各种形式的能转化为内能流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点,却不能驱动机器做功了.
(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量.由此可知,能量耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量品质的降低,是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式.
(3)能量耗散和品质降低导致可利用能源减少,所以要节约能源.
2.能源的分类
能源分 类方法 能源分类 名称 特点 举例
按形式 或转换 特点分 一次能源 自然形成,未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、蒸汽、酒精、电能
按使用 类型分 常规能源 已大规模正常使用 煤炭、石油、天然气
新型能源 正在开发,或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、风能
能源分 类方法 能源分类 名称 特点 举例
按可否 再生分 可再生能源 可循环使用 水能、风能、地热能
不可再生能源 短期内无法转换获得 煤炭、石油、天然气
按对环 境污染 情况分 清洁型能源 对环境基本上没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能
污染型能源 会严重污染环境 煤炭、石油、天然气
【典例剖析】
例2能源短缺和环境恶化指的是(  )
①煤炭和石油的开采与技术有关,在当前技术条件下,煤炭和石油的开采是有限的,这叫能源短缺.
②煤炭和石油资源是有限的,以当前的开采和消耗速度,石油储藏将很快用尽,煤炭资源也不可能永续,这叫能源短缺.
③煤炭和石油具有很大的气味,在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气,使环境恶化.
④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气,改变了大气成分,使环境恶化.
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
解析 煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的,这些能源不能再次生成,也不可重复使用,它们的储量是有限的,并不是取之不尽、用之不竭的,这是能源短缺,②正确;化石能源在使用时会排出有害气体污染空气,这是环境恶化,④正确;故D正确.
答案 D
变式训练 2关于能源的利用,下列说法中不正确的是(  )
A.煤炭和石油的储量无限,所以太阳能和核能的开发在我国根本没有必要
B.能源的利用过程,实质是能量的转化和转移过程
C.现在人类社会使用的能源主要是煤炭、石油和天然气
D.煤炭、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能
解析 石油、煤炭等为非再生的能源,储量有限,能源的利用中虽然总量不变,但品质降低,可再利用的能源越来越少,A错,B、C、D对,本题选不正确的,故选A.
答案 A
随堂训练
1.一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它变形至如图所示位置,则此过程中袋和液体的重心将(  )
A.逐渐升高
B.逐渐降低
C.先降低再升高
D.始终不变
解析 人对液体做正功,液体的机械能增加,液体缓慢移动可以认为动能不变,重力势能增加,重心升高,A正确.
答案 A
2.下列供热方式最有利于环境保护的是(  )
A.用煤做燃料供热
B.用石油做燃料供热
C.用天然气或煤气做燃料供热
D.用太阳能供热
解析 煤、石油、天然气等不可再生能源的利用,使人类获得大量的内能.但这些燃料中含有杂质且难以充分燃烧,使得废气中含粉尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等物质,污染了大气.而太阳能是一种可再生的清洁型能源,故D正确.
答案 D
3.汽车关闭发动机后,沿斜面匀速下滑的过程中(  )
A.汽车的机械能守恒
B.汽车的动能和势能相互转化
C.汽车的机械能转化成内能,汽车的总能量减少
D.汽车的机械能逐渐转化为内能,汽车的总能量守恒
解析 汽车能匀速下滑,一定受阻力作用,克服阻力做功,机械能转化为内能,一部分内能散发出去,汽车的总能量减少.
答案 C(共18张PPT)
本章整合
第五章
2022
内容索引
01
02
知识网络 体系构建
重点题型 归纳整合
知识网络 体系构建
电能与能源的可持续发展
UIt
UI
I2Rt
U外I+U内I 
方向
重点题型 归纳整合
一、功率的分析与计算
1.电源的总功率PE=EI=P出+Pr.
2.电源的输出功率P出=UI.
当R>r时,随着R的增大,输出功率减小;
当R要点笔记在纯电阻电路中R越大,η越大;当R=r时,电源有最大输出功率,效率仅为50%.当电源的输出功率最大时,效率并不是最大,只有50%;当R→∞时,η→100%,但此时P出→0,无实际意义.
例1在如图所示的电路中,已知电源电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,滑动变阻器R的阻值可连续增大(最大阻值为10 Ω),问:
(1)当R多大时,R消耗的功率最大 最大功率为多少
(2)当R多大时,R1消耗的功率最大 最大功率为多少
(3)当R多大时,电源的输出功率最大 最大功率为多少
答案 见解析
变式训练 1如图所示,直线A是电源的路端电压与电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若这两个电阻分别接到这个电源上,则(  )
A.R1接在电源上时,电源的效率高
B.R2接在电源上时,电源的效率高
C.R1接在电源上时,电源的输出功率大
D.电源的输出功率一样大
答案 A
二、纯电阻电路与非纯电阻电路
1.判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法:一是根据电路中的元件判断;二是看消耗的电能是否全部转化为内能.
2.在非纯电阻电路中,欧姆定律不再适用,不能用欧姆定律求电流,应用
求电流.
3.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较.
例2一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V电压后正常工作,消耗功率66 W,问:
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少 转化为内能的功率是多少 电动机的效率是多少
(3)如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为
P内=I2R=0.32×20 W=1.8 W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率为
P机=P入-P内=66 W-1.8 W=64.2 W
电风扇正常工作时的效率
(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流
电动机消耗的电功率
P=IU=11×220 W=2 420 W
电动机的发热功率P内=I2R=112×20 W=2 420 W.
答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W
变式训练 2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,然后再接到恒压电源上(如图所示),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,电路消耗的总功率增大,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,电路消耗的总功率不变
解析 开关接通时,灯泡被短路,灯泡熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率
变大,电烙铁的功率变大,A正确,B、C、D错误.
答案 A