专题12电能 能量守恒定律-2022年高考物理一轮复习讲重点（人教版2019）

学科网（北京）股份有限公司 专题12电能 能量守恒定律 1．知道自然界中能量的转化情况，知道能量守恒定律的内容. 2.应用焦耳定律解决相关问题. 3.掌握闭合电路的欧姆定律并会分析路端电压与负载的关系．学习目标 知识链接 一、能量转移或转化的方向性 1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的． 2．能量耗散 (1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用． (2)能量品质降低：能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源． (3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性． 二、电功和电功率 1．电功 (1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程． (2)电功的计算公式：W＝UIt. 单位：焦耳，符号为J. 1 kW·h＝3.6×106 J. 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P＝＝UI. 三、闭合电路欧姆定律及其能量分析 1．闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt. (2)时间t内外电路产生的内能为Q外＝I2Rt.内电路产生的内能为Q内＝I2rt. 2．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． 专项训练 1．在如图所示的电路中，直流电源的电动势，内阻，电阻，平行板电容器电容，两极板之间距离，电流表内阻不计，闭合开关S电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．电流表读数大于1A B．电容器带电荷量为10C C．电容器对直流电的阻碍作用很小 D．电容器两极板之间电场强度为 【答案】D 【解析】AC．闭合开关S电路稳定后，电容器中无电流通过，对直流电的阻碍作用为无限大，由闭合电路欧姆定律有 AC错误； B．电容器两极板之间的电压 电容器带电荷量 B错误； D．由 可得，电容器两极板之间电场强度 D正确。 故选D。 2．下列有关电能开发与利用的说法正确的是（　　） A．我国以火力发电为主，是因为火力发电无污染 B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害 C．电能的转换效率明显低于其他能源 D．核能发电的优点是低成本、零污染 【答案】B 【解析】A．火力发电会产生较为严重的大气污染，而且会产生很多废弃物，我国正逐渐取消这种发电方式，故A错误； B．利用太阳能发电可以做到干净、不产生公害，故B正确； C．目前人类主要利用电能就是因为电能的转换效率高于其他能源，故C错误； D．核能发电会产生高低阶放射性核废料，若处理不当，会造成重大的核污染事故。显然，其优点并不是零污染，故D错误。 故选B。 3．新能源汽车已经进入我们的生活，新能源车的最大续航里程取决于电池容量，通常以kWh为单位，某国产电动汽车的电池容量为60kWh，用充满电的该电池给10盏电压合适的60W的电灯供电，灯泡正常工作，不计其他能量损失，电池全部放电完毕，理想情况下能让这10盏灯工作多长时间（　　） A．100小时 B．10000小时 C．100天 D．10000秒 【答案】A 【解析】由题意，可求得这10盏灯工作1h消耗的电能为 所以充满电的该电池给10盏灯供电，有 即工作的总时间为100小时，故选A。 4．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡L1、L2均变暗 B．小灯泡L1变亮、小灯泡L2变暗 C．电流表A、电压表V的读数都变大 D．电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比变大 【答案】B 【解析】ABC．将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，与灯L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大。路端电压增大，而灯电压减小，所以灯的电压增大，灯变亮，AC错误，B正确； D．由 知 r不变，即电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比等于电源的内阻，保持不变，D错误。 故选B。 5．如图，灯L上标有200W，电动机上标有2000W，在A、B两端加上220V的电压时，灯和电动机均正常工作，则电灯正常工