第3章 章末综合提升-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

[体系构建] [核心速填] 一、基本概念 1．电流 (1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流，用符号I表示。 (2)定义式：I＝。 (3)单位 ①国际单位制单位：安培，符号为A。 ②其他常用单位：毫安，符号为mA；微安，符号为μA。 ③单位间的换算关系：1 A＝103 mA＝106 μA。 2．电阻 (1)定义：导体对电流的阻碍作用。 (2)定义式：R＝。 (3)单位 电阻的国际单位是欧姆，符号为Ω。 3．电功和电功率 (1)电功 ①定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 ②公式：W＝UIt。 ③单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳(J)。 (2)电功率 ①定义：单位时间内电流所做的功叫作电功率。 ②公式：P＝＝UI。 ③单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，符号为W。 4．电热和热功率 (1)电热 ①定义：电流流过导体时产生的热量。 ②公式：Q＝I2Rt。 ③单位：在国际单位制电热的单位是焦耳，符号为J。 (2)热功率 ①定义：单位时间内电流流过导体发热的功率，即电流流过导体时电能转化为内能的功率。 ②表达式：P热＝＝I2R。 二、基本规律 1．电阻定律 (1)内容 导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，还与导体的材料有关。 (2)公式：R＝ρ。 2．部分电路欧姆定律 (1)内容：流过导体的电流与导体两端电压U成正比，与导体的电阻R成反比。 (2)公式：I＝。 3．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 三、基本电路 1．串联电路的两个基本特点 (1)电流相等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In。 (2)总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un。 2．并联电路的两个基本特点 (1)并联电路中各支路的电压相等，即U1＝U2＝…＝Un＝U。 (2)并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。 3．纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t； P电＝P热＝UI＝I2R＝。 4．非纯电阻电路：电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W＞Q；电功率P＝UI，热功率P热＝I2R，P＞P热。 非纯电阻电路的分析与计算 1.在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定律求电流，应用P＝UI求解电流。 2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即W＞Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用。 3．注意电路中的能量转化关系，由能量守恒定律得W＝Q＋E其他，E其他为其他形式的能。 【例1】　如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，重物A的重力为20 N，不计摩擦，则： (1)电动机线圈电阻消耗的热功率是_______W。 (2)电动机的输入功率和输出功率分别是_____W、_____W。 (3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度是________ m。 (4)这台电动机的机械效率是________%。 思路点拨：①电机工作电路是非纯电阻电路。 ②正确区分电机的各种功率。 [解析]　(1)根据焦耳定律可知，电动机线圈电阻消耗的热功率为P热＝I2r＝12×1 W＝1 W。 (2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P入＝IU＝1×5 W＝5 W， 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即 P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W。 (3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内，有P出t＝mgh， 解得h＝＝ m＝2 m。 (4)机械效率η＝×100%＝80%。 [答案]　(1)1　(2)5　4　(3)2　(4)80 [一语通关]　 电动机的几个功率 (1)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI。 (2)输出功率：电动机做有用功的功率。如图所示，P出＝mgv(设重物匀速上升)。 (3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2rD。 (4)功率关系：P总＝P出＋P热。 1．(多选)如图所示，电阻R1＝20 Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10 Ω。当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是(　　) A．I＝1.5 A　　 B．I＜1.5 A C．P＝15 W D．P＜15 W BD　[电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V。电动机是非纯电阻用电器，UI2＞IR2，所以I2＜＝1 A。电流表的示数I