第九章 课时2 电路中的能量转化 闭合电路的欧姆定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（浙江专用）

课时2　电路中的能量转化　闭合电路的欧姆定律 基础梳理 一、电功　电功率　焦耳定律 1.电功 (1)实质:导体中的恒定电场对自由电荷的 在做正功,电荷的电势能转化为其他形式的能的过程。 (2)公式:W=Uq= ,这是计算电功普遍适用的公式。 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叫作电功率。 3.焦耳定律 电流通过导体时产生的热量Q= ,这是计算电热普遍适用的公式。 静电力 UIt UI I2Rt 4.热功率 (1)定义:单位时间内电流通过导体的发热量。 I2R 5.电功与电热的关系 二、电源的电动势和内阻 1.电动势 (1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的 在电源内从 移送到 所做的功。 (3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电势能的本领大小的物理量。 2.内阻 电源内部也是由导体组成的,也有电阻,内电路中的电阻叫作电源的 ,它是电源的另一重要参数。 正电荷 负极 正极 内阻 三、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 ,跟内、外电路的电阻之和成 。 (2)E= ,适用于任何电路。 3.路端电压U与电流I的关系 (1)关系式:U= 。 正比 反比 U外+U内 E-Ir (2)U-I图像如图所示。 ①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为 。 ②当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为 。 ③图线的斜率的绝对值为电源的 。 电源电动势 短路电流 内阻 四、闭合电路的功率和效率 1.电源的总功率 (1)任意电路:P总=EI=P出+P内=IU外+IU内。 2.电源内部消耗的功率:P内=I2r=P总-P出。 3.电源的输出功率 (1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内。 ②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。 ③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。 ④当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻值R1和R2,且R1R2=r2。 ⑤P出与R的关系如图所示。 夯实考点 [例1] (2020·浙江7月选考卷)(多选)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则(　 　) A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 电功、电热、电功率和热功率 BD B [变式1] 如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压是220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为 1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是(　 　) A.若S1、S2闭合,则电吹风吹冷风 B.电热丝的电阻为55 Ω C.电动机工作时输出的机械功率为880 W D.当电吹风吹热风时,电动机每秒消耗的电能为1 000 J [例2]某同学做电学实验,用干电池作为电源,通过改变滑动变阻器的电阻大小,观察到电压表和电流表的读数同时变大,则他所连接的电路可能是图中的(　 ) 闭合电路的欧姆定律 C 解析:设图中定值电阻的阻值为R,电表内阻忽略,则四个选项中电压表的读数分别为UA=E-I(r+R),UB=E-Ir,UC=IR和UD=E-Ir,则可知只有选项C满足要求。 [变式2] 如图所示的电路中,电源的内阻不可忽略,当开关S断开时,电流表的示数为0.30 A,则当S闭合时,电流表的示数可能是(　 　) A.0.28 A B.0.42 A C.0.52 A D.0.58 A B 解析:当开关S由断开到闭合时,外电路的电阻减小,则回路的电流增大而路端电压减小,即有I2>I1,U2<U1,故I2R2<I1(R1+R2),得0.30 A<I2<0.50 A,选项B 正确。 15 [例3] (多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I图线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是(　 　) A.电源1与电源2的内阻之比为5∶3 B.电源1与电源2的电动势之比为1∶1 C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比为8∶15 D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比为6∶5 电源的