章末素养提升 物理观念 电路中的能量转化 1.电功：W＝UIt 2.电功率：P＝＝UI 3.焦耳定律：Q＝I2Rt 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电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比 2.表达式：I＝ 3.另一种表达形式：E＝U外＋U内。即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和 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 例1 如图所示的某种体温枪以2节干电池为电源，工作电流为5 mA。能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触的测量体温，那么关于该体温枪的说法中正确的是( ) A．体温枪工作时，电路中每通过1 C电荷，每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能 B．体温枪工作时，电池组两极间的电压为3 V C．体温枪工作时，电源的输出功率为15 mW D．体温枪工作时，电池组的电动势不再是3 V 答案 A 解析 每节干电池的电动势为1.5 V，根据电动势的定义可知电路中每通过1 C电荷，消耗的电能为W＝qE＝1×1.5 J＝1.5 J，则有1.5 J的化学能转化为电能，故A正确；体温枪工作时，电池组两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势，故电池组两极间电压小于3 V，故B错误；体温枪工作时电源消耗的总功率为P＝2EI＝2×1.5 V×5 mA＝15 mW，电源的输出功率小于电源消耗的总功率，故C错误；两节干电池的总电动势为3 V，体温枪工作时，电源的电动势不变，故D错误。 例2 (2024·绵阳市高二期末)如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，闭合开关，标有“4 V,8 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝1 Ω，则( ) A．电动机两端的电压为6 V B．电源的输出功率为20 W C．电动机的输出功率为6 W D．电动机的效率为50% 答案 C 解析 电路中的电流为I＝＝ A＝2 A 根据闭合电路的欧姆定律E＝UL＋UM＋Ir 电动机两端的电压为UM＝5 V，故A错误；电源的输出功率为 P＝EI－I2r＝10×2 W－22×0.5 W＝18 W，故B错误；电动机的输出功率为 P输出＝UMI－I2R0＝5×2 W－22×1 W＝6 W 故C正确；电动机的效率为 η＝×100%＝×100%＝×100%＝60%，故D错误。 例3 (2023·河南省南阳市第六完全学校高二月考)如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A，那么线段AB表示的功率及I＝2 A时对应的外电阻为( ) A．6 W、2 Ω B．4 W、2 Ω C．2 W、1 Ω D．2 W、0.5 Ω 答案 D 解析 由电源总功率P总＝EI，得E＝3 V。由Pr＝I2r，得r＝1 Ω。当电流为2 A时，由I＝，得R＝0.5 Ω。此时线段AB表示的功率P′＝EI－I2r＝2 W。综上分析，D正确。 例4 (2024·北海市高二期末)“恒流源”是一种特殊的电源，电源输出的电流始终保持不变。如图所示的电路的电源是恒流源，R1、R2是定值电阻，当滑动变阻器R的滑片P由左向右移动，下列说法正 ... ...
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