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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，下列说法正确的是(　　)
A．流过R2的电流与流过R1的电流之差保持不变
B．R2两端的电压减小
C．流过R1的电流减小
D．滑动变阻器两端的电压增大
答案　B
解析　电源输出的电流I始终保持不变，根据并联分流可得IR1＝，IR2＝
则两电流的差值为IR2－IR1＝
因R在逐渐减小，则流过R2的电流与流过R1的电流之差在变化，故A错误；当滑动变阻器R的滑片P由左向右移动，接入电路的阻值变小，则电路的总电阻变小，因电源输出的电流始终保持不变，则由U＝IR并可知并联部分的电压变小，故R2两端的电压减小，故B正确；由并联分流可得I＝IR1＋IR2，因总电流I不变，由IR2＝可知，IR2变小，则IR1变大，故C错误；滑动变阻器两端的电压为UR＝U－IR1·R1，因IR1变大，并联部分的总电压U变小，则滑动变阻器两端的电压变小，故D错误。
例5　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
答案　C
解析　当电阻R2发生断路时，外电路电阻变大，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6　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＝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　(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。章末素养提升
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
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
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%
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
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，下列说法正确的是(　　)
A．流过R2的电流与流过R1的电流之差保持不变
B．R2两端的电压减小
C．流过R1的电流减小
D．滑动变阻器两端的电压增大
例5　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6　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＝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。
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________________________________________________________________________(共20张PPT)
DISHIERZHANG
第十二章
章末素养提升
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
再现
素养知识
UI
I2Rt
电动势
内、外电路的电阻之和
U外＋U内
电势降落
UIt
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
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
例1
提能
综合训练
√
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。
　(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%
例2
√
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；
　(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
例3
√
　(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，下列说法正确的是
A.流过R2的电流与流过R1的电流之差保持不变
B.R2两端的电压减小
C.流过R1的电流减小
D.滑动变阻器两端的电压增大
例4
√
因R在逐渐减小，则流过R2的电流与流过R1的电流之差在变化，故A错误；
当滑动变阻器R的滑片P由左向右移动，接入电路的阻值变小，则电路的总电阻变小，因电源输出的电流始终保持不变，则由U＝IR并可知并联部分的电压变小，故R2两端的电压减小，故B正确；
滑动变阻器两端的电压为UR＝U－IR1·R1，因IR1
变大，并联部分的总电压U变小，则滑动变阻器两端的电压变小，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5
√
当电阻R2发生断路时，外电路电阻变大，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＝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6
答案　4 Ω
(2)电源的输出功率P；
答案　36 W
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)带电小球运动到A板时，小球具有的电势能Ep。
答案　－8×10－2 J
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。

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