(共19张PPT)
章末素养提升
第
十
二
章
素养再现
物理 观念 电路中的能量转化 1.电功：W＝______
2.电功率：P＝＝_____
3.焦耳定律：Q＝______
4.热功率：P热＝I2R
闭合电路的欧姆定律 1.内容：闭合电路的电流跟电源的________成正比，跟 成反比
2.表达式：I＝______
3.另一种表达形式：E＝ 。即：电源的电动势等于内、外电路 之和
UIt
UI
I2Rt
电动势
内、外电路的电阻之和
U外＋U内
电势降落
科学 思维 1.通过学习“电动势”经历从感性到理性，从个别到一般，从现象到本质的渐进过程。通过闭合电路中的动态分析、最大功率、效率等问题，体会闭合电路中电动势对整个电路的“制约关系”，学会用数学方法分析电路中极值问题
2.对于电动机相关问题，不能直接求解时，可以通过整体和个别的关系间接建立联系
科学 探究 1.会根据闭合电路的欧姆定律设计测量电池电动势和内阻的实验方案
2.会根据要求选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器或电阻箱
3.会设计相关表格并记录实验数据，会利用表达式和图像处理数据并得出结果，能对实验过程和结果进行评估、交流
科学态度与责任 1.认识目前面临的能源与环境问题，理解开发利用清洁能源的价值
2.增强对汽车能源消耗、环境污染和未来汽车发展方向的认识
3.在理解科学、技术、社会与环境关系的基础上，形成应有的科学态度和社会责任感
提能训练
(2025·广东省高二月考)锂离子电池主要依靠锂离子(Li＋)在正极和负极之间移动来工作。如图，某过程中，锂离子电池内部的Li＋正在从负极通过隔膜返回正极。若该锂电池的电动势为3.7 V，下列说法正确的是
A.该锂电池的路端电压为3.7 V
B.电池正处于充电状态
C.把一个锂离子从负极移动到正极，非
静电力做功为3.7 eV
D.该过程，电能转化为化学能
例1
√
路端电压小于锂电池的电动势3.7 V，故A错误；
Li＋从负极通过隔膜返回正极，电池正处于放电状态，化学能转化为电能，故B、D错误；
根据E＝可知，把一个锂离子从负极移动到正极非静电力做功为3.7 eV，故C正确。
(多选)(来自鲁科教材)如图所示的电路中， 电源电动势E＝36 V， 内阻r＝1 Ω， 电灯L上标有“6 V 12 W”字样， 直流电动机M线圈电阻R＝2 Ω。接通电源后，电灯恰能正常发光。下列说法正确的是
A.电路中的电流为2 A
B.电动机两端的电压为4 V
C.电动机产生的热功率为60 W
D.电动机输出的机械功率为48 W
例2
√
√
因为电灯恰好能正常发光，所以根据公式P＝UI可得I＝＝2 A，电灯和电动机串联接在电路中，所以电路中的电流为2 A，A正确；
电动机两端的电压为U电＝E－UL－Ir＝28 V，B错误；
根据公式P＝I2R可得电动机产生的热功率为P热＝22×2 W＝8 W，C错误；
电动机消耗的总功率为P电＝U电I＝56 W，电动机输出的机械功率为48 W，D正确。
(来自教材改编)在图甲的电路中，R1是可调电阻，R2是定值电阻，电源内阻不计。实验时调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U－I图像如图乙中AB所示，下列说法正确的是
A.该电源电动势为3 V
B.R2的阻值为5 Ω
C.R1消耗的功率最大为3 W
D.当电流为0.2 A时，滑动变阻器R1接入电路中的阻值为10 Ω
例3
√
根据闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋IR2
由题图乙可知，当U1＝2 V时，I1＝0.1 A；当U2＝1 V时，I2＝0.3 A。代入上式可得E＝2.5 V，R2＝5 Ω，故A错误，B正确；
将电源与定值电阻R2看成等效电源，R1消耗的功率最大，即等效电源的输出功率最大，故当R1＝R2时，R1消耗的功率最大为P＝≈0.31 W，故C错误；
当电流为0.2 A时，由欧姆定律及串并联电路中的规律可得，电路中总电阻为R1＋R2＝，解得R1＝7.5 Ω，故D错误。
如图所示，电路中开关闭合时，灯泡A、B均能正常发光。若电阻R2发生断路，其余元件正常，则
A.灯泡A变暗
B.电容器带电荷量增大
C.灯泡A电压变化量ΔUA大于灯泡B电压
变化量ΔUB
D.电源的总功率变大
例4
√
当电阻R2发生断路时，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，回路总电流I减小，电源的总功率P＝IE减小，D错误；
电流I减小，R4两端电压减小，整个并联部分的电压U1增大，电阻R1上的电流I1增大，通过灯泡B和电阻R3的总电流减小，则灯泡B和电阻R3并联电压减小，故灯泡B变暗，灯泡A两端电压UA＝U1－UB增大，灯泡A变亮，A错误；
电阻R4两端电压U4减小，电容器两端电压减小，带电荷量减小，B错误；
灯泡B电压变化量ΔUB＝UB－UB'，灯泡A电压变化量ΔUA＝(U1'－UB')－(U1－UB)＝(U1'－U1)＋(UB－UB')，故ΔUA>ΔUB，C正确。
如图所示，两平行金属板A、B水平放置，极板长l＝0.4 m，两板间距d＝0.2 m，电源电动势E＝20 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R＝5 Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝2 m/s水平向右射入两板间，若小球带电荷量大小为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，设B板电势为0，不考虑空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，小球恰好从A板右边缘飞出。求：
(1)滑动变阻器接入电路的阻值R滑；
例5
答案 4 Ω
设小球在板间飞行时间为t，则t＝＝0.2 s，根据d＝at2得a＝10 m/s2，由牛顿第二定律，可得q－mg＝ma，解得UAB＝8 V，滑动变阻器两端电压为U滑＝UAB＝8 V，由闭合电路欧姆定律得I＝ A＝
2 A，滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝4 Ω
(2)电源的输出功率P；
外电路总电压U＝E－Ir＝18 V，电源的输出功率为P出＝UI＝36 W
答案 36 W
(3)带电小球运动到A板时，小球具有的电势能Ep。
根据上述计算可知UAB＝8 V，φB＝0，φA＝8 V，小球运动到A板时具有的电势能Ep＝－qφA＝－8×10－2 J。
答案 －8×10－2 J
本课结束
第
十
二
章章末素养提升
素养再现
物理 观念 电路中的能量转化 1.电功：W= 2.电功率：P== 3.焦耳定律：Q= 4.热功率：P热=I2R
闭合电路的欧姆定律 1.内容：闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟 成反比 2.表达式：I= 3.另一种表达形式：E= 。即：电源的电动势等于内、外电路 之和
科学 思维 1.通过学习“电动势”经历从感性到理性，从个别到一般，从现象到本质的渐进过程。通过闭合电路中的动态分析、最大功率、效率等问题，体会闭合电路中电动势对整个电路的“制约关系”，学会用数学方法分析电路中极值问题 2.对于电动机相关问题，不能直接求解时，可以通过整体和个别的关系间接建立联系
科学 探究 1.会根据闭合电路的欧姆定律设计测量电池电动势和内阻的实验方案 2.会根据要求选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器或电阻箱 3.会设计相关表格并记录实验数据，会利用表达式和图像处理数据并得出结果，能对实验过程和结果进行评估、交流
科学 态度 与责任 1.认识目前面临的能源与环境问题，理解开发利用清洁能源的价值 2.增强对汽车能源消耗、环境污染和未来汽车发展方向的认识 3.在理解科学、技术、社会与环境关系的基础上，形成应有的科学态度和社会责任感
提能训练
例1 (2025·广东省高二月考)锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作。如图，某过程中，锂离子电池内部的Li+正在从负极通过隔膜返回正极。若该锂电池的电动势为3.7 V，下列说法正确的是( )
A.该锂电池的路端电压为3.7 V
B.电池正处于充电状态
C.把一个锂离子从负极移动到正极，非静电力做功为3.7 eV
D.该过程，电能转化为化学能
例2 (多选)如图所示的电路中， 电源电动势E=36 V， 内阻r=1 Ω， 电灯L上标有“6 V 12 W”字样， 直流电动机M线圈电阻R=2 Ω。接通电源后，电灯恰能正常发光。下列说法正确的是( )
A.电路中的电流为2 A
B.电动机两端的电压为4 V
C.电动机产生的热功率为60 W
D.电动机输出的机械功率为48 W
例3 (来自教材改编)在图甲的电路中，R1是可调电阻，R2是定值电阻，电源内阻不计。实验时调节R1的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙中AB所示，下列说法正确的是( )
A.该电源电动势为3 V
B.R2的阻值为5 Ω
C.R1消耗的功率最大为3 W
D.当电流为0.2 A时，滑动变阻器R1接入电路中的阻值为10 Ω
例4 如图所示，电路中开关闭合时，灯泡A、B均能正常发光。若电阻R2发生断路，其余元件正常，则( )
A.灯泡A变暗
B.电容器带电荷量增大
C.灯泡A电压变化量ΔUA大于灯泡B电压变化量ΔUB
D.电源的总功率变大
例5 如图所示，两平行金属板A、B水平放置，极板长l=0.4 m，两板间距d=0.2 m，电源电动势E=20 V，内电阻r=1 Ω，定值电阻R=5 Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=2 m/s水平向右射入两板间，若小球带电荷量大小为q=1×10-2 C，质量为m=2×10-2 kg，设B板电势为0，不考虑空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，小球恰好从A板右边缘飞出。求：
(1)滑动变阻器接入电路的阻值R滑；
(2)电源的输出功率P；
(3)带电小球运动到A板时，小球具有的电势能Ep。
答案精析
UIt UI I2Rt 电动势
内、外电路的电阻之和 U外+U内 电势降落
例1 C [路端电压小于锂电池的电动势3.7 V，故A错误；Li+从负极通过隔膜返回正极，电池正处于放电状态，化学能转化为电能，故B、D错误；根据E=可知，把一个锂离子从负极移动到正极非静电力做功为3.7 eV，故C正确。]
例2 AD [因为电灯恰好能正常发光，所以根据公式P=UI可得I==2 A，电灯和电动机串联接在电路中，所以电路中的电流为2 A，A正确；电动机两端的电压为U电=E-UL-Ir=28 V，B错误；根据公式P=I2R可得电动机产生的热功率为P热=22×2 W=8 W，C错误；电动机消耗的总功率为P电=U电I=56 W，电动机输出的机械功率为48 W，D正确。]
例3 B [根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+IR2
由题图乙可知，当U1=2 V时，I1=0.1 A；当U2=1 V时，I2=0.3 A。代入上式可得E=2.5 V，R2=5 Ω，故A错误，B正确；
将电源与定值电阻R2看成等效电源，R1消耗的功率最大，即等效电源的输出功率最大，故当R1=R2时，R1消耗的功率最大为P=≈0.31 W，故C错误；
当电流为0.2 A时，由欧姆定律及串并联电路中的规律可得，电路中总电阻为R1+R2=，解得R1=7.5 Ω，故D错误。]
例4 C [当电阻R2发生断路时，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律，回路总电流I减小，电源的总功率P=IE减小，D错误；电流I减小，R4两端电压减小，整个并联部分的电压U1增大，电阻R1上的电流I1增大，通过灯泡B和电阻R3的总电流减小，则灯泡B和电阻R3并联电压减小，故灯泡B变暗，灯泡A两端电压UA=U1-UB增大，灯泡A变亮，A错误；电阻R4两端电压U4减小，电容器两端电压减小，带电荷量减小，B错误；灯泡B电压变化量ΔUB=UB-UB'，灯泡A电压变化量ΔUA=(U1'-UB')-(U1-UB)=(U1'-U1)+(UB-UB')，故ΔUA>ΔUB，C正确。]
例5 (1)4 Ω (2)36 W (3)-8×10-2 J
解析 (1)设小球在板间飞行时间为t，则t==0.2 s，根据d=at2得a=10 m/s2，由牛顿第二定律，可得q-mg=ma，解得UAB=8 V，滑动变阻器两端电压为U滑=UAB=8 V，由闭合电路欧姆定律得I== A=2 A，滑动变阻器接入电路的阻值R滑==4 Ω
(2)外电路总电压U=E-Ir=18 V，电源的输出功率为P出=UI=36 W
(3)根据上述计算可知UAB=8 V，φB=0，φA=8 V，小球运动到A板时具有的电势能Ep=-qφA=-8×10-2 J。
