第十二章 电能 能量守恒定律 讲义 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册期末复习敲重点 第一步：单元学习目标敲重点 重点 ①焦耳定律 ②闭合电路欧姆定律 ③测定电源的电动势和内阻 ④能量守恒 难点 ①闭合电路欧姆定律 ②测定电源的电动势和内阻。 第二步：单元思维导图敲重点 第三步：单元重难知识易混易错 重难点： 1、 电路中的能量转化 1、电功： 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， （2）公式： （3）单位：瓦特，符号。 公式表示，电流在一段电路中做功的功率等于这段电路两端的电压与电流的乘积。 3、焦耳定律 （1）定义：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： （3）电热：①非纯电阻电路时： ②纯电阻电路时： （4）热功率： 在非纯电阻电路中：、、 2、 闭合电路的欧姆定律 （一）闭合电路 1、闭合电路：导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路，分为内电路和外电路。 2、外电路 （1）定义：用电器、导线组成外电路，也就是电源之外的电路部分。 （2）电流方向：在外电路中，电流的方向为从电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低。 3、内电路 （1）定义：电源内部的电路。 （2）电流方向：在内电路中，电流的方向为从电源的负极流向正极，沿电流方向电势升高。 （二）电动势 1、电动势：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比来表示电源的这种特性，叫作电动势。 2、公式： 电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关。 （三）闭合电路欧姆定律 1.外电路， 2.内电路， 3.电动式 4.闭合电路欧姆定律及其能量分析， 5.路端电压与负载的关系 短路 断路 三、能源与可持续发展 1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2.能量的特点 （1）能量是具有消散现象的。 （2）在利用能量的过程中，能量的总量没变，但是利用品质却降低了。 （3）能量的转化具有方向性。 3.能源的分类与应用 有些能源在短时间内无法再生，比如煤炭、石油、天然气等，是不可再生资源。 可再生能源主要包括树木和其他植物、水能、太阳能、风能等。 第四步：单元核心素养对接高考 单元核心素养 ①物理观念：了解电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，了解串、并联电路电阻的特点。 ②科学思维：能从微观视角和宏观表现分析电流的形成，对统计方法有初步了解；能用控制变量法分析问题，能对常见的电路问题进行分析推理；能用与恒定电流相关的证据说明结论并作出解释；能对他人观点提出有依据的质疑。 ③科学探究：能完成“测量金属丝的电阻率”“练习使用多用电表”等物理实验。能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题；会设计实验步骤，能在他人指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，能考虑实验中的安全问题；能分析实验数据，形成结论；能撰写完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验方案、实验步骤、实验表格，以及数据分析过程和实验结论，能进行反思与交流。④科学态度与责任：能认识到物理测量的精度依赖于实验器材，测量是有误差的；有主动应用科学知识帮助他人解决问题的意识；能体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。 物理科技 例1超导是当今科学研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V，若在临界温度以下用超导体电缆替代原来的输电线，保持用电器的功率和两端电压不变，那么节约的电功率为( ) A.1 kW B.10 kW C.1.6 kW D.1600 kW 答案：A 解析：输电电流为，输送电路的输入电压为，输入功率为，若用超导体电缆替代原来的输电线后，由于线路上没有损耗，则输入功率等于供给用电器的电功率，即，所以节约的电功率为1 kW，故选A。 例2.2021年6月11日，我国成功将“北京三号”卫星送入预定轨道，如图卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。关于能源与可持续发展，以下说法正确的是( ) A.利用太阳能、风能和核能等能源替代化石能源可以改善空气质量 B.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C.水电站里的发电装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能 D.核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大 答案：A 解析：改善空气质量，就应该从根本上减少碳排放量，用新能源代替传统的化石能源，节能减排，A正确；能量是守恒的，既不能创造也不可能消失，但能量品质会下降，故要节约能源，B错误；由于水下落过程以及发电装置都有摩擦，故该装置不