1、第51課時(shí)電路中的能量問(wèn)題(重點(diǎn)突破課)考點(diǎn)一純電阻電路與非純電阻電路對(duì)純電阻電路的分析較易，對(duì)非純電阻電路的分析較難，學(xué)生特別容易混淆非純電阻電路的電功和電熱、電功率和熱功率，理清這些知識(shí)，是學(xué)好本考點(diǎn)的前提。電功、電功率、焦耳定律和熱功率電功電路中內(nèi)容電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做的功表達(dá)式WqUUItP電功率單位時(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢WtUI焦耳定律熱功率電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量QQPtI2RtI2R典例如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E8V，內(nèi)阻為r0.5，“3V,3W”串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的

2、線圈的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M電阻R1.5。求：ILL1A(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；(2)電源的輸出功率；(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率。解析(1)燈泡L正常發(fā)光，通過(guò)燈泡的電流PUL電動(dòng)機(jī)與燈泡串聯(lián)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流IMIL1A。(2)路端電壓UEIr7.5V電源的輸出功率PUI7.5W。(3)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UMUUL4.5V電動(dòng)機(jī)的輸出功率P機(jī)UMIMIM2R3W。答案(1)1A(2)7.5W(3)3W易錯(cuò)提醒(1)在非純電阻電路中，歐姆定律不再適用，不能用歐姆定律求電流，應(yīng)用PUI求電流。(2)在非純電阻電路中，電功大于電熱，即WQ，這時(shí)電功只能用WUIt計(jì)算，電熱只能用QI2Rt計(jì)算，兩式不能通用。(

3、3)由能量守恒定律得WQE，E為其他形式的能。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，輸入的功率P入IU，發(fā)熱的功率P熱I2r，輸出的功率即機(jī)械功率P機(jī)P入P熱UII2r。集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究微型電動(dòng)機(jī)的性能。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻R使4.0，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率PU2I248W，電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈消耗的熱電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I10.5A和U12.0V；重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻R使電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I22.0A和U224V。則()A電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈電阻為R線4.0B電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈電阻為R線12C電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的機(jī)械功率

4、為P機(jī)48WD電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出的機(jī)械功率為P機(jī)32W解析：選AD當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻元件，根據(jù)歐姆定律可知，電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈的電阻R線U1I1功率P線I22R線16W，故電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)PP線32W，C錯(cuò)誤，D正確。2.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E30V，內(nèi)阻r1，燈泡上標(biāo)有“6V機(jī)線圈電阻R2。若燈泡恰好能正常發(fā)光，求電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。12W”字樣，直流電動(dòng)P12解析：因燈泡正常發(fā)光，所以IU6A2A4rU內(nèi)Ir21V2V所以電動(dòng)機(jī)兩端電壓為UMEU內(nèi)U30V2V6V22V電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P機(jī)UMII2R222W222W36W。答案：36W考點(diǎn)二閉合電路的功率問(wèn)題

5、電源輸出功率最大和電源效率最高的條件不同，而學(xué)生往往在這方面易混、易錯(cuò)，本部分知識(shí)是大多數(shù)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。1電源的功率(1)電路中的功率分配P總P出P內(nèi)，即EIUII2r。(2)輸出功率與閉合電路總電流的關(guān)系EE2P出EII2r，當(dāng)I2r時(shí)，P出有最大值，為Pm4r。若外電路是純電阻電路，則有E2RE2Rr2Rr2P出I2R。R由上式可以看出E2當(dāng)Rr時(shí)，輸出功率最大，Pm4r當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大，P出減小當(dāng)RP2C12BP1P2D1R2，I2RrA錯(cuò)；電源的效率I2R11R所以12，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)。答案BC規(guī)律方法(1)從圖線的意義上來(lái)看，圖線A表示電源的性質(zhì)；圖線B、C表示電阻的性質(zhì)。由

6、圖線A可以求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，由圖線B、C可以求出電阻的阻值。(2)圖線A對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為UEIr，圖線B、C對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為UIR。集訓(xùn)沖關(guān)1.硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖UI圖像。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)圖線a是該電池在某線b是某電阻R的阻為()A5.5C12.0B7.0D12.5解析：選A由歐姆定律得UEIr，當(dāng)I0時(shí)，EU，由題圖圖線a與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為E3.62.55.5，故A正確。3.6V，根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻兩端的電壓為U2.5V，電流

7、為I0.2A，則硅光電池的內(nèi)阻為r0.2EUI2.(多選)在如圖所示的U-I圖像中，直線為某一電源的路端電壓線為某一電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像。用該電源直接與電阻與電流的關(guān)系圖像，直R相連組成閉合電路，r0.5，故A正確；由直線可得，當(dāng)U2V時(shí)，I2A，根據(jù)歐姆定律可得RI1，故B正確；兩條P總EIUI4W，故C正確；電源的效率66.7%，故D錯(cuò)誤。由圖像可知()A電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5B電阻R的阻值為1C電源的輸出功率為4WD電源的效率為50%解析：選ABC由題圖直線可得，縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)E3V，橫軸截距為短路電流I06A，電源內(nèi)阻EUI0直線的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電源與該電阻

8、串聯(lián)時(shí)，電阻兩端的電壓和電流，交點(diǎn)處U2V、I2A，電源的輸出功率PPUIUE3.如圖所示，直線A為a電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線B與電流的關(guān)系圖像，直線C為一個(gè)電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像。為b電源的路端電壓將這個(gè)電阻R分別接解析：選C電源的效率UIU據(jù)閉合電路歐姆定律I得Rr，則a電源的效率為50%；電阻R接到b電源上時(shí)電路中電流小于0，短路電流為I0，同理得Ir，URRr2RrE，50%，則b電源的效率大于50%，故A錯(cuò)誤；到a、b兩電源上，那么()A電阻R接到a電源上，電源的效率較高B電阻R接到b電源上，電源的輸出功率較大C電阻R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低D電阻R接到b電源上，電阻R的發(fā)熱功率和電源的效率都較高I，由題圖可知，電阻R接到a電源上時(shí)電路中電流為0EIE2，短路電流為I0，根EI