《2018年高考物理一轮复习 专题7.2 串并联电路 焦耳定律教学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理一轮复习 专题7.2 串并联电路 焦耳定律教学案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题7.2 串并联电路 焦耳定律1.熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算2.会计算电功、电功率、电热与热功率 一、电功、电功率、电热与热功率1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢(2)公式：PIU(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)公式：QI2Rt.4电功率PIU和热功率PI2R的应用(1)不论是纯电阻还是非纯电阻，电流的电功率均为P电U
2、I，热功率均为P热I2R.(2)对于纯电阻而言：P电P热IUI2R.(3)对于非纯电阻而言：P电IUP热P其他I2RP其他P其他二、电路中的功率及效率问题1电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率：P内I2rIU内P总P出3电源的输出功率(1)任意电路：P出IUIEI2rP总P内(2)纯电阻电路：P出I2R.(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大为Pm.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大当P出Q.电功只能用公式WUIt来计算，焦耳热只能用公式QI2Rt
3、来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用高频考点二电路中的功率及效率问题例2、如图6所示，已知电源电动势E5V，内阻r2，定值电阻R10.5，滑动变阻器R2的阻值范围为010.求：图6(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？答案(1)02W(2)2.52.5W(3)1.5 3125W【变式探究】直流电路如图7所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()图7A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D
4、输出功率一定先增大后减小答案ABC解析当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内I2r一定减小，C正确；总功率PEI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此D错误高频考点三电路故障问题例3、如图8是某同学连接的实验实物图，开关闭合后A、B灯都不亮，他采用以下方法进行故障检查图8选用量程为10V的已校准的电压表进行检查，测试结果如表1所示根据测试结果，可判定故障是_A灯A短路B灯B短路Ccd段断路Ddf段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、
5、c有示数c、d无示数d、f有示数答案D【变式探究】如图9所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1、L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab6V，Uad0V，Ucd6V，由此可判定()图9AL1和L2的灯丝都烧断了BL1的灯丝烧断了CL2的灯丝烧断了D变阻器R断路答案C解析由Uab6V可知，电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，且在a、b之间由Ucd6V可知，灯泡L1与滑动变阻器R是接通的，断路故障出现在c、d之间，故灯L2断路，所以选项C正确【举一反三】在如图10所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()图10AR1短路BR2断
6、路CR3断路DR4短路答案BC高频考点四电源和电阻UI图象的比较图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小内电阻r电阻大小例4、在如图11所示的UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直
7、线为某一电阻R的UI图线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()图11A电源的电动势为3V，内阻为0.5B电阻R的阻值为1C电源的输出功率为4WD电源的效率为50%答案ABC【变式探究】如图12所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()图12A4W,8WB2W,4WC2W,3WD4W,6W答案D解析用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出UI22W4W，电源的总功率P总EI32W6W，选项D正确【举一反三】如图13所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线表示该电源的
8、输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是()图13A电源的电动势为50VB电源的内阻为C电流为2.5A时，外电路的电阻为15D输出功率为120W时，输出电压是30V答案ACD1(2015浙江高考)下列说法正确的是()A电流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析：电流通过导体的热功率为PI2R，与电流的平方成正比，A项错误；力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上发生位移，作用时间再长，做功也为零，B项错误；由C可知，电容器的电容由电容器本身的性质决定，因此电容器的带电量
9、与两极间的电势差成正比，C项正确；弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，D项错误。答案：C1(2014天津2)如图17所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()图17A增大R1的阻值B增大R2的阻值C增大两板间的距离D断开电键S答案B2(2014上海18)如图18所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()图18A
10、A的示数增大BV2的示数增大CU3与I的比值大于rDU1大于U2答案ACD1如图7所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机小灯泡L上标有“6 V12 W”字样，电动机的线圈电阻RM0.5 .若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12 V，此时()图7A整个电路消耗的电功率为24 WB电动机的热功率为12 WC电动机的输出功率为12 WD电动机的输入功率为12 W答案D解析灯泡正常发光，则电路电流IIL2 A已知电路电流，由于不知电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故A错误；电动机的热功率PQI2RM220.5 W2 W，故B错误；灯泡正常发光时，电动机电压UMUUL12 V6 V6 V，电动机的输入功率PUMI62 W12 W，电动机的输出功率P出PPQ12 W2 W10 W，故C错误，D正确2汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图4所示，在
