第十二章 电能 能量守恒定律章节复习 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共23张PPT)

(共23张PPT)
章节复习 电能 能量守恒定律
新人教版 必修三 第十二章
电功与电热
1、电功： 适用于任何电路
2、电热： 适用于任何电路
3、纯电阻电路：
4、非纯电阻电路：
5、非纯电阻电路的能量转化：
机械功率：
含电机电路不适用欧姆定律，若被卡住时则适用，但这时电流会很大，一般是禁止的
课堂练习
利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.20kg。当将重物固定时，电压表的示数为5V。当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V。不计摩擦，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 电动机内部线圈的电阻为1Ω
B. 稳定匀速提升重物时，
流过电动机的电流为1A
C. 重物匀速上升时的速度为0.75m/s
D. 匀速提升重物时电动机输出的机械
功率是2W
C
电源
电源：保持导体两端的电压
电动势跟电源体积有关吗？电动势跟外电路有关吗？
电动势：表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小
电动势在数值上等于电路中通过1C电量时电源提供的能量
+
课堂练习
下列对电源电动势概念的描述，错误的是( )
A. 电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小
B. 电动势的单位和电势差的单位相同，但电动势与电势差的意义不同
C. 同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化
D. 1号干电池和7号干电池的组成材料是一样的，但1号干电池的尺寸较大，所以1号干电池的电动势就比7号干电池大
D
闭合电路欧姆定律
1、组成：
2、能量转化
3、闭合电路欧姆定律：
一般电路
纯电阻电路
路端电压（外电压）
内电压
闭合电路欧姆定律
只适用于纯电阻电路
其他表达式
普适
两个极端
课堂练习
如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω。当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，求电源的电动势E和内阻r。
课堂练习
在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向上移动时，则( )
A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B. A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D. A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮
B
电源的功率与效率
电源的输出功率（与外电阻关系）
电源的效率
电源的输出功率最大时，其效率只有50%
当R外=r时，输出功率最大
电源效率最大只有50%吗？
电机的功率与效率
电机的功率
电机的效率
总输入功率
电机热功率
输出功率
电源与电机
M
课堂练习
如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内( )
A. 充电宝输出的电功率为UI+I2r
B. 充电宝产生的热功率为I2r
C. 手机电池储存的化学能为UIt I2rt
D. 手机电池产生的焦耳热为U2/rt
C
如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V，6W”的灯泡L和内阻RM=0.5Ω的小型直流电动机M都恰能正常工作．求：
(1)电路中的电流I；
(2)电源的输出功率P外；
(3)电动机的输出功率P出.
课堂练习
课堂练习
例1　如图2所示，电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)滑动变阻器接入电路的阻值R为多大时，滑动变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？
图2
解析　此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样滑动变阻器上消耗的功率也就是电源的输出功率.
即当R＝r＋R0＝2 Ω时，
R消耗功率最大为：
(2)滑动变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？
解析　定值电阻R0上消耗的功率可以表示为：P＝I2R0，
因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，
即当R＝0时，R0上消耗的功率最大：
知识深化
功率最大值的求解方法
1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内阻损耗功率均最大.
2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大.
3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大.
针对训练　如图3所示，电源的内阻不可忽略，在滑片从最右端向最左端滑动的过程中，下列说法正确的是
A.电源的内耗功率减小
B.电源消耗的总功率变大
C.电阻R1的功率增大
D.电源的输出功率减小
图3
√
解析　滑片向左移动，R3减小，电路总电阻减小，总电流I增大，由Pr＝I2r，P＝IE，可知电源的内耗功率和电源消耗的总功率均变大，故A错误，B正确；
由于总电流增大，因此内电压变大，路端电压减小，则电阻R1的功率将减小，故C错误；
当外电路的电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于电阻的阻值情况未知，因此输出功率的变化无法确定，故D错误.
二、两种U－I图像的比较应用
例2　(2020·河北鸡泽县期末)如图4所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：
(1)电源的输出功率P出是多大？
答案　4 W
从图像的交点可读出：路端电压U＝2 V，电路电流I＝2 A，
则电源的输出功率为P出＝UI＝2×2 W＝4 W.
图4
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少？
答案　2 W
解析　电源的总功率为P总＝IE＝2×3 W＝6 W
解析　电源内部损耗的电功率P内＝I2r＝22×0.5 W＝2 W
(3)电源的效率η是多大？
答案　66.7%
总结提升
1.稳定电路的U－I图像有两种：一是电源的U－I图像(如图5中a)；二是用电器的U－I图像，而用电器的U－I图像又分两类：线性(图中b)和非线性(图中c).
2.两种图像的交点坐标表示该用电器单独与电源串联的工作电流和路端电压(也是用电器两端的电压).如图，电源的输出功率分别为Pb＝U1I1，Pc＝U2I2.
图5