课时26 电能 能量守恒定律 复习学案（含答案）2024年江苏省普通高中学业水平合格性物理考试
文档属性
| 名称 | 课时26 电能 能量守恒定律 复习学案（含答案）2024年江苏省普通高中学业水平合格性物理考试 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-11-29 20:14:06 | ||
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文档简介
课时26 电能 能量守恒定律
1.电功和电功率
（1）电功：
①电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程.
②电功的计算公式：W＝ .
③单位： ，符号： .
（2）电功率：
①定义：电流在一段电路中所做的功与 之比.
②公式：P＝＝ .
③单位： ，符号： .
④意义：表示电流做功的 .
2.焦耳定律
（1）焦耳定律：
①内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比.
②表达式：Q＝ .
（2）热功率：
①定义： 内的发热量称为热功率.
②表达式：P热＝ .
③物理意义：表示电流 的物理量.
3.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＝ .
4.闭合电路欧姆定律
（1）内容：在外电路为 的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 .
（2）表达式：I＝ .
（3）适用条件：外电路为纯电阻电路.
5.能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到别的物体，在 或 的过程中，能量的总量 .
6.能量转移或转化的方向性
（1）能量转化：自然界中存在着各种不同形式的能量，并且各种形式的能量是可以相互 的.
（2）能量转化的方向：物体的机械能可以自发地 为内能，但内能 自发地全部转化为机械能而使物体恢复原来的机械运动.
（3）能量的耗散：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上 了，从便于利用的能源变成了不便于利用的能源.
7.能源与社会发展
人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、 和 .自工业革命以来， 和 成为人类的主要能源.
1.电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.（ ）
2.焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路.（ ）
3.三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率.（ ）
4.容量越大的电池，储存的化学能越多.（ ）
1.电功和电功率
W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路.
【例1】（2023届金坛合格性考试模拟）一只小灯泡的额定功率与额定电压分别为2 W与5 V，该小灯泡正常发光时的电流为（ ）
A.0.4 A B.2.5 A C.5 A D.10 A
2.焦耳定律
（1）对纯电阻电路，电功等于电热，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t＝Pt.
（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外，同时还能转化为机械能或化学能等其他形式的能，所以电功必然大于电热，即W＞Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用.
【例2】（2024届南京合格性考试模拟）一家庭使用的电热毯电阻为660Ω，当电热毯接入220 V的电压时，电热毯在30 s内产生的焦耳热为（ ）
A.2 200 J B.660 J C.6 600 J D.220 J
【例3】（2024届盐城合格性考试模拟）将如图所示的电动机接上电源后扇叶运转，电动机消耗的电功率为P电，输出的机械功率为P机，产生的电热功率为P热，它们间的关系是（ ）
A.P电＝P机＋P热 B.P机＝P电＋P热 C.P热＝P机＋P电 D.P电＝P机＝P热
3.电动势 闭合电路欧姆定律
（1）电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，其特点：大小由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
（2）闭合电路欧姆定律表达式：I＝，适用于纯电阻的闭合电路；变形为E＝U外＋U内或E＝U＋Ir，适用于所有电路.
（3）路端电压与外电阻的关系：U＝IR＝·R.
【例4】（2023届徐州合格性考试模拟）如图所示电路中，电源电动势E＝40 V，内阻r＝5Ω，电阻R1＝R2＝30Ω.不计电压表对电路的影响，请根据以上信息回答问题：
（1）外电路的总电阻为 Ω，通过电源的电流为 A.
（2）图中电压表的读数为 V，电阻R1消耗的功率是 W.
【例5】（2023届南京合格性考试模拟）用多用电表测量一个定值电阻的阻值.经过规范操作后，指针位置及选择开关所选欧姆挡的倍率分别如图甲、乙所示，则此定值电阻的阻值为（ ）
A.12Ω B.120Ω C.140Ω D.5.6Ω
4.探究实验：测定电源电动势和内阻
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U －I图像处理实验数据.将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等（如图所示）.这条直线代表的U －I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小.这条直线在U轴上的截距就等于被测电源的电动势E（对应的I＝0），斜率的绝对值就等于被测电源的内阻r.
【例6】（2024届涟水合格性考试模拟）在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，得到如图所示的U －I图像，则电源的电动势为 V，电池的内阻为 Ω.
5.能量的转化与守恒
自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变.能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源.
【例7】2022年7月8日消息，世界能源格局发生重要变化，能源投资新趋势正在形成.关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（ ）
A.篮球从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
B.大量使用天然气作燃料符合“低碳生活”理念
C.随着科技的发展，永动机是可以制成的
D.在火力发电中，燃气的内能不可能全部转变为电能
1.（2024届江苏合格性考试模拟）下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A.电风扇 B.电熨斗
C.洗衣机 D.吸尘器
2.（2024届江苏合格性考试模拟）某兴趣小组探究用不同的方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合.为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ）
A.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 B.一个电压表和多个定值电阻
C.一个电流表和一个电阻箱 D.两个电流表和一个滑动变阻器
3.（2024届盐城合格性考试模拟）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态.如图是电饭锅的电路图，R2是加热用的电热丝，保温状态时（ ）
A.开关闭合，两电阻的电压相等
B.开关闭合，两电阻的电流相等
C.开关断开，两电阻的电压相等
D.开关断开，两电阻的电流相等
4.（2024届南京合格性考试模拟）在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3 V，电源的内阻r＝2Ω，电阻R＝8Ω，不计电流表的内阻，则闭合开关S后，电阻R两端的电压为（ ）
A.0.6 V B.2.4 V C.3.0 V D.3.6 V
5.（2024届南京合格性考试模拟）某同学用多用电表测电阻，选择开关置于“×10Ω”挡时，表针停在图中的位置上，为了读数更精确些，以下说法正确的是（ ）
A.读出读数乘10倍即可 B.换“×1Ω”挡
C.换“×100Ω”挡 D.选择任意挡都行
6.（2024届徐州合格性考试模拟）某同学用如图（a）所示电路测定电池组的电动势和内阻.
（1）如图（b）所示实物电路中，导线P端应连接在接线柱 （选填“①”或“②”）上；
（2）某次测量中，电流表量程为0～0.6 A，指针如图（c）所示，其读数为 A；
（3）该实验中，电动势的测量值偏小，其原因可能是在该方案中，电流表的示数 （选填“大于”“等于”或“小于”）流过电池组的电流.
课时26 电能 能量守恒定律
【一过考点】
1.（1）静电 电 UIt 焦耳 J （2）通电时间 UI 瓦特 W 快慢
2.（1）电流的二次方 电阻 通电时间 I2Rt
（2）单位时间 I2R 发热快慢
3.机械 内 UI I2R
4.（1）纯电阻 正比 反比 （2）
5.转化 转移 转化 转移 保持不变
6.（1）转化 （2）全部转化 不可能 （3）降低
7.煤炭时期 石油时期 煤 石油
【二过易错】
1.√ 2.√ 3.× 4.×
【三过典题】
【例1】A 【解析】小灯泡正常发光时的功率为额定功率，两端电压为额定电压，根据功率公式可知，I＝＝A＝0.4 A，A正确，B、C、D错误.
【例2】A 【解析】根据焦耳定律Q＝I2Rt＝t，解得Q＝2 200 J，A正确.
【例3】A 【解析】输入电动机的电能转化为机械能和热能，A正确.
【例4】（1）15 2 （2）30 30 【解析】（1）两个导体并联，根据并联电阻公式解得外电路的总电阻为15Ω.根据I＝，解得电流I＝2 A.（2）外电压U＝IR外＝30 V，电阻R1消耗的功率是P＝＝30 W.
【例5】B 【解析】由图乙可知，欧姆表挡位选择“×10”，故读数为12×10Ω＝120Ω，B正确.
【例6】2.0 2.0 【解析】根据电源路端电压与干路电流关系式U＝E－Ir，可知U－I图线的纵截距表示电源电动势，由图像可得电源电动势为E＝2.0 V.图像斜率的绝对值表示电源内阻，由图像可得电源内阻为r＝＝ Ω＝2.0Ω.
【例7】D 【解析】篮球从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能转化为了篮球和周围其他物体的内能，或转化为其他形式的能，能量不会消失，A错误；因天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧，其燃烧时生成二氧化碳和水；不完全燃烧生成一氧化碳和水，因此大量使用天然气作燃料不符合“低碳生活”理念，B错误；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器—永动机，违背了能量的转化和守恒定律，永动机是不可能制成的，C错误；任何机械都有效率的问题，因此燃气的内能不可能全部转变为电能，D正确.
【四过集训】
1.B
2.D 【解析】A选项中根据闭合回路欧姆定律可得E＝U＋Ir，可测量多组数据列式求解，A可取；B选项中根据欧姆定律可得E＝（r＋R），可测量多组数据列式求解，B可取；C选项中根据欧姆定律可得E＝I（R＋r），可测量多组数据列式求解，C可取；D选项中两个电流表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器连入电路的电阻，故无法测量，D不可取.
3.D 【解析】开关闭合，R1被短接，电源电压220 V全部加在R2两端，其对应的电功率大，电饭锅处于煮饭状态；开关断开时，两个电阻串联分压，但是电流相同，电热丝两端电压小于220 V，其电功率也要变小，电饭锅处于保温状态，D正确.
4.B
5.B 【解析】利用多用电表测电阻时，指针指在中央位置误差较小，而导体的阻值＝示数×倍率.示数小要使之变大，只要换小倍率即可，所以换“×1Ω”挡，B正确.
6.（1）② （2）0.52 （3）小于
1.电功和电功率
（1）电功：
①电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程.
②电功的计算公式：W＝ .
③单位： ，符号： .
（2）电功率：
①定义：电流在一段电路中所做的功与 之比.
②公式：P＝＝ .
③单位： ，符号： .
④意义：表示电流做功的 .
2.焦耳定律
（1）焦耳定律：
①内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比.
②表达式：Q＝ .
（2）热功率：
①定义： 内的发热量称为热功率.
②表达式：P热＝ .
③物理意义：表示电流 的物理量.
3.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＝ .
4.闭合电路欧姆定律
（1）内容：在外电路为 的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 .
（2）表达式：I＝ .
（3）适用条件：外电路为纯电阻电路.
5.能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到别的物体，在 或 的过程中，能量的总量 .
6.能量转移或转化的方向性
（1）能量转化：自然界中存在着各种不同形式的能量，并且各种形式的能量是可以相互 的.
（2）能量转化的方向：物体的机械能可以自发地 为内能，但内能 自发地全部转化为机械能而使物体恢复原来的机械运动.
（3）能量的耗散：在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上 了，从便于利用的能源变成了不便于利用的能源.
7.能源与社会发展
人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、 和 .自工业革命以来， 和 成为人类的主要能源.
1.电功W＝UIt可以用来计算所有电路中电流所做的功.（ ）
2.焦耳定律的表达式为Q＝I2Rt，此式适用于任何电路.（ ）
3.三个公式P＝UI、P＝I2R、P＝没有任何区别，它们表达相同的意义，所以三式中P都是电功率.（ ）
4.容量越大的电池，储存的化学能越多.（ ）
1.电功和电功率
W＝UIt是电功的计算式，P＝UI是电功率的计算式，适用于任何电路.
【例1】（2023届金坛合格性考试模拟）一只小灯泡的额定功率与额定电压分别为2 W与5 V，该小灯泡正常发光时的电流为（ ）
A.0.4 A B.2.5 A C.5 A D.10 A
2.焦耳定律
（1）对纯电阻电路，电功等于电热，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t＝Pt.
（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外，同时还能转化为机械能或化学能等其他形式的能，所以电功必然大于电热，即W＞Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用.
【例2】（2024届南京合格性考试模拟）一家庭使用的电热毯电阻为660Ω，当电热毯接入220 V的电压时，电热毯在30 s内产生的焦耳热为（ ）
A.2 200 J B.660 J C.6 600 J D.220 J
【例3】（2024届盐城合格性考试模拟）将如图所示的电动机接上电源后扇叶运转，电动机消耗的电功率为P电，输出的机械功率为P机，产生的电热功率为P热，它们间的关系是（ ）
A.P电＝P机＋P热 B.P机＝P电＋P热 C.P热＝P机＋P电 D.P电＝P机＝P热
3.电动势 闭合电路欧姆定律
（1）电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，其特点：大小由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
（2）闭合电路欧姆定律表达式：I＝，适用于纯电阻的闭合电路；变形为E＝U外＋U内或E＝U＋Ir，适用于所有电路.
（3）路端电压与外电阻的关系：U＝IR＝·R.
【例4】（2023届徐州合格性考试模拟）如图所示电路中，电源电动势E＝40 V，内阻r＝5Ω，电阻R1＝R2＝30Ω.不计电压表对电路的影响，请根据以上信息回答问题：
（1）外电路的总电阻为 Ω，通过电源的电流为 A.
（2）图中电压表的读数为 V，电阻R1消耗的功率是 W.
【例5】（2023届南京合格性考试模拟）用多用电表测量一个定值电阻的阻值.经过规范操作后，指针位置及选择开关所选欧姆挡的倍率分别如图甲、乙所示，则此定值电阻的阻值为（ ）
A.12Ω B.120Ω C.140Ω D.5.6Ω
4.探究实验：测定电源电动势和内阻
为了减小偶然误差，要多做几次实验，多取几组数据，然后利用U －I图像处理实验数据.将点描好后，用直尺画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等（如图所示）.这条直线代表的U －I关系的偶然误差比每一组实验数据的偶然误差都小.这条直线在U轴上的截距就等于被测电源的电动势E（对应的I＝0），斜率的绝对值就等于被测电源的内阻r.
【例6】（2024届涟水合格性考试模拟）在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，得到如图所示的U －I图像，则电源的电动势为 V，电池的内阻为 Ω.
5.能量的转化与守恒
自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变.能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源.
【例7】2022年7月8日消息，世界能源格局发生重要变化，能源投资新趋势正在形成.关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（ ）
A.篮球从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了
B.大量使用天然气作燃料符合“低碳生活”理念
C.随着科技的发展，永动机是可以制成的
D.在火力发电中，燃气的内能不可能全部转变为电能
1.（2024届江苏合格性考试模拟）下列家用电器中把电能主要转化为内能的是（ ）
A.电风扇 B.电熨斗
C.洗衣机 D.吸尘器
2.（2024届江苏合格性考试模拟）某兴趣小组探究用不同的方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合.为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ）
A.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 B.一个电压表和多个定值电阻
C.一个电流表和一个电阻箱 D.两个电流表和一个滑动变阻器
3.（2024届盐城合格性考试模拟）电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态.如图是电饭锅的电路图，R2是加热用的电热丝，保温状态时（ ）
A.开关闭合，两电阻的电压相等
B.开关闭合，两电阻的电流相等
C.开关断开，两电阻的电压相等
D.开关断开，两电阻的电流相等
4.（2024届南京合格性考试模拟）在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3 V，电源的内阻r＝2Ω，电阻R＝8Ω，不计电流表的内阻，则闭合开关S后，电阻R两端的电压为（ ）
A.0.6 V B.2.4 V C.3.0 V D.3.6 V
5.（2024届南京合格性考试模拟）某同学用多用电表测电阻，选择开关置于“×10Ω”挡时，表针停在图中的位置上，为了读数更精确些，以下说法正确的是（ ）
A.读出读数乘10倍即可 B.换“×1Ω”挡
C.换“×100Ω”挡 D.选择任意挡都行
6.（2024届徐州合格性考试模拟）某同学用如图（a）所示电路测定电池组的电动势和内阻.
（1）如图（b）所示实物电路中，导线P端应连接在接线柱 （选填“①”或“②”）上；
（2）某次测量中，电流表量程为0～0.6 A，指针如图（c）所示，其读数为 A；
（3）该实验中，电动势的测量值偏小，其原因可能是在该方案中，电流表的示数 （选填“大于”“等于”或“小于”）流过电池组的电流.
课时26 电能 能量守恒定律
【一过考点】
1.（1）静电 电 UIt 焦耳 J （2）通电时间 UI 瓦特 W 快慢
2.（1）电流的二次方 电阻 通电时间 I2Rt
（2）单位时间 I2R 发热快慢
3.机械 内 UI I2R
4.（1）纯电阻 正比 反比 （2）
5.转化 转移 转化 转移 保持不变
6.（1）转化 （2）全部转化 不可能 （3）降低
7.煤炭时期 石油时期 煤 石油
【二过易错】
1.√ 2.√ 3.× 4.×
【三过典题】
【例1】A 【解析】小灯泡正常发光时的功率为额定功率，两端电压为额定电压，根据功率公式可知，I＝＝A＝0.4 A，A正确，B、C、D错误.
【例2】A 【解析】根据焦耳定律Q＝I2Rt＝t，解得Q＝2 200 J，A正确.
【例3】A 【解析】输入电动机的电能转化为机械能和热能，A正确.
【例4】（1）15 2 （2）30 30 【解析】（1）两个导体并联，根据并联电阻公式解得外电路的总电阻为15Ω.根据I＝，解得电流I＝2 A.（2）外电压U＝IR外＝30 V，电阻R1消耗的功率是P＝＝30 W.
【例5】B 【解析】由图乙可知，欧姆表挡位选择“×10”，故读数为12×10Ω＝120Ω，B正确.
【例6】2.0 2.0 【解析】根据电源路端电压与干路电流关系式U＝E－Ir，可知U－I图线的纵截距表示电源电动势，由图像可得电源电动势为E＝2.0 V.图像斜率的绝对值表示电源内阻，由图像可得电源内阻为r＝＝ Ω＝2.0Ω.
【例7】D 【解析】篮球从空中落下，最后静止在地面上，说明机械能转化为了篮球和周围其他物体的内能，或转化为其他形式的能，能量不会消失，A错误；因天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧，其燃烧时生成二氧化碳和水；不完全燃烧生成一氧化碳和水，因此大量使用天然气作燃料不符合“低碳生活”理念，B错误；不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器—永动机，违背了能量的转化和守恒定律，永动机是不可能制成的，C错误；任何机械都有效率的问题，因此燃气的内能不可能全部转变为电能，D正确.
【四过集训】
1.B
2.D 【解析】A选项中根据闭合回路欧姆定律可得E＝U＋Ir，可测量多组数据列式求解，A可取；B选项中根据欧姆定律可得E＝（r＋R），可测量多组数据列式求解，B可取；C选项中根据欧姆定律可得E＝I（R＋r），可测量多组数据列式求解，C可取；D选项中两个电流表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器连入电路的电阻，故无法测量，D不可取.
3.D 【解析】开关闭合，R1被短接，电源电压220 V全部加在R2两端，其对应的电功率大，电饭锅处于煮饭状态；开关断开时，两个电阻串联分压，但是电流相同，电热丝两端电压小于220 V，其电功率也要变小，电饭锅处于保温状态，D正确.
4.B
5.B 【解析】利用多用电表测电阻时，指针指在中央位置误差较小，而导体的阻值＝示数×倍率.示数小要使之变大，只要换小倍率即可，所以换“×1Ω”挡，B正确.
6.（1）② （2）0.52 （3）小于
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