第12章 电能能量守恒定律-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 构·网络体系 能源与社会发展 能源的分类与应用 能量转移或转化的方向性 Q=I2Rt电热 电池放电时能输出的总电荷量 电源内部电阻 反映电源非静电力做功本领大小的物理量 E= Wq 容量 内阻 电动势 通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置定义 电源 电 能 能 量 守 恒 定 律 电路中的能量转化 闭合电路的欧姆定律 能源与可持续发展 W=qU=IUt电功 I屹UR 渊欧姆定律不成立冤P 电=P 热+P 其他非纯电阻电路 纯电阻电路与 非纯电阻电路 I= UR 渊欧姆定律成立冤P 电=P 热纯电阻电路 动态电路 E=U 外+Ir I= ER+r 非纯电阻电路 纯电阻电路 揖课程要求铱 殷理解闭合电路欧姆定律遥 会测量电源的电动势和内阻遥 殷理解电功尧电功率及焦耳定律袁能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象遥 殷能分析和解决家庭电路中的简单问题袁能将安全用电和节约用电的知识 应用于生活实际遥 殷知道不同形式的能量可互相转化袁在转化过程中能量总量保持不变袁能量 转化是有方向性的遥 殷了解可再生能源和不可再生能源的分类袁认识能源的过度开发和利用对 环境的影响遥 揖学业要求铱 殷会做野电池电动势和内阻的测量冶等实验遥 能在教师指导下制订实验方 案袁能选用实验器材进行实验袁获取实验数据曰会用图像处理实验数据袁 能根据图像获得结论曰能分析实验中存在的误差袁并能提出减小误差的 方法遥 能运用学过的物理术语撰写实验报告遥 殷会用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的相互关系遥 殷能用电势能和焦耳定律等分析电学中的能量转化问题遥 课 程 标 准 闭合电 路的欧 姆定律 能源与 可持续 发展 考点 电路中 的能量 转化 真题归类 2022.1袁17袁3分 2023.1袁18袁3分 2023.1袁13袁3分 50 学·知识清单 知识点一 电路中的能量转化 1. 电源院通过非静电力做功把其他形式的 能转化为电势能的装置遥 渊1冤电动势 淤定义式院E越 Wq 曰 于物理意义院反映电源非静电力做功本领 大小的物理量曰 盂单位院伏特渊V冤遥 渊2冤内阻院电源内部电阻遥 渊3冤容量 电池放电时能输出的总电荷量袁通常以安 培小时渊A窑h冤或毫安小时渊mA窑h冤作单位遥 2. 电功与电热 渊1冤电功 淤定义院导体中的恒定电场对自由电荷的 静电力做的功曰 于公式院W越qU越IUt渊适用于任何电路冤曰 盂电流做功的实质院电能转化成其他形式 能的过程遥 渊2冤电功率 淤定义院单位时间内电流所做的功袁表示 电流做功的快慢曰 于公式院P越 Wt 越IU渊适用于任何电路冤遥 渊3冤焦耳定律 淤内容院电流通过导体产生的热量跟电流 的二次方成正比袁跟导体的电阻及通电时间成 正比曰 于公式院Q越I2Rt渊适用于任何电路冤遥 对点典例 如图所示袁L1尧L2为两只相同 的灯泡袁R 为光敏电阻渊阻值随光照强度的增 大而减小冤袁电源的电动势为 E袁内阻为 r遥 开关 S 闭合后袁 当照射到 R 上的光照强度增大时袁下 列说法正确的是 渊 冤 A. L1灯变亮 B. L2灯变暗 C. 电源的效率一定减小 D. 电源的输出功率一定减小 对点训练 如图所示袁位于道路中央的 移动式交通信号灯袁采用太阳能供电遥信号灯 的光伏电池板有效采光面积约 0.3 m2袁晴天时 电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射 能约为 4伊106 J遥 如果每天等效日照时间约为 6 h袁光电池一天产生的电能可供 40 W的红绿 灯工作 8 h遥光电池的光电转换效率约为渊 冤 A. 4.8% B. 9.6% C. 16% D. 28.8% 知识点二 闭合电路的欧姆定律 渊1冤内容院闭合电路的电流跟电源的电动 势成正比袁跟内尧外电路的电阻之和成反比遥 渊2冤公式院I越 ER+r 渊只适用于纯电阻电路冤曰 E越U 外垣U 内或 E越U 外垣Ir渊适用于任意电路冤遥 S L2 L1 E R r 第十二章 电能 能量守恒定律 51 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 对点典例 如图是小明家的太阳能电 池袁因户外使用时间较久袁厂家标记参数已模 糊不清遥 为了解相关参数袁小明测量了此电池 不接负载时两极间电压为 22.0 V袁接上 10.0 赘 的电阻时两极间电压为16.1 V遥 则此电池的电 动势和内阻分别为 渊 冤 A援 22.0 V和 3.7 赘 B援 16.1 V和 3.7 赘 C援 22.0 V 和 10 赘 D援 16.1 V和 10 赘 对点训练 一电源电动势为 6 V袁内阻不 能忽略袁将其和一标有野6 V 3 W冶的小灯泡构 成闭合回路袁则小灯泡 渊 冤 A. 正常发光 B. 比正常发光略暗 C. 灯泡两端电压等于 6 V D. 灯泡两端电压大于 6 V 知识点三 能源与可持续发展 1. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生袁也不会凭空消失袁 它只能从一种形式转化为其他形式袁或者从一 个物体转移到别的物体袁在转化或转移的过程 中袁能量的总量保持不变遥 2. 能量转移或转化的方向性 渊1冤一切与热现象有关的宏观自然过程都 是不可逆的遥 渊2冤能量耗散院在能量转化过程中流散到 周围环境中的内能很难再收集起来重新利用 的现象遥 渊3冤要节约能源的根本原因院在能源的利 用过程中袁能量在数量上虽未减少袁但在可利 用的品质上降低了袁即从便于利用的能源变为 不便于利用的能源遥 渊4冤自然界中的宏观过程具有方向性遥 3. 能源的分类与应用 渊1冤能源的分类 不可再生能源院像煤炭尧石油和天然气等 无法在短时间内再生的能源袁煤炭尧石油和天 然气也叫化石能源遥 可再生能源院像水能尧风能尧潮汐能等在自 然界可以再生的能源遥 渊2冤我国能源的开发院淤太阳能发电曰于水 力发电曰盂风能发电曰榆核能发电遥 对点典例 渊多选冤把刚煮好的热鸡蛋放 在冷水中袁过一会袁鸡蛋的温度降低袁水的温度 升高袁最后水和鸡蛋的温度相同遥 但是相反的 过程袁即原来温度相同的水和鸡蛋袁过一会儿 水的温度自发地降低袁 而鸡蛋的温度上升袁这 样的现象我们从来没看到过遥 燃料燃烧时一旦 把热量释放出去袁就不会再次自动聚集起来供 人类重新利用遥 电池中的化学能转化为电能袁 电能又通过灯泡转化为内能和光能袁 热和光被 其他物质吸收之后变成周围环境的内能袁我们 很难把这些内能收集起来重新利用遥 这些现象 说明 渊 冤 A. 在能源的利用过程中袁能量会减少袁能 量守恒定律不成立 B. 我们在利用能源时袁能量会耗散袁自然 界可利用的能源会越来越少 C. 与热现象有关的宏观过程都是不可逆 的袁能量转化具有方向性 D. 自然界中发生的能量转化都是不可逆 的袁各种能量最终都会转化为内能 52 对点训练 1 目前袁共享单车作为绿色出 行的交通工具袁成为一种时尚遥 甲尧乙两种共享 单车都采用了电子锁袁车锁内集成了 GPS模块 与联网模块等袁这些模块工作时需要电能遥 这 两种共享单车采用了不同的方式获取电能院甲 车靠小型发电机要要踩动单车时袁线圈在磁场 中转动袁产生电能袁如图 1所示曰乙车靠车筐底 部的太阳能电池板要要有光照时袁 产生电能袁 如图 2所示遥 这两种共享单车获取电能时袁都 是把其他形式的能转化为电能遥 关于它们的能 量转化袁下列说法中正确的是 渊 冤 A. 都是把机械能转化为电能 B. 都是把光能转化为电能 C. 甲车把机械能转化为电能袁乙车把光能 转化为电能 D. 甲车把光能转化为电能袁乙车把机械 能转化为电能 对点训练 2 咱2024窑嘉兴测试暂二十大报 告提出了野推动绿色发展袁促进人和自然和谐 发展冶的理念袁以下做法中不符合这个理念的是 渊 冤 A. 把燃气热水器换成太阳能热水器 B. 空调的温度调得越低越好 C. 随手关闭长时间不用的电器 D. 出行尽可能选择公共交通工具 线圈 太阳能 电池板 图 1 图 2 第十二章 电能 能量守恒定律 53 课堂精讲参考答案与解析 电场强度最大袁A错误曰沿电场线方向电势降低袁A 点电势比 B 点电势低袁B错误曰负电荷在 A 点由静止释放后将离开电场线袁 C错误曰从 B点到 C点电势降低袁由于是负电荷袁电势能增加袁 克服电场力做功袁D正确遥 揖对点训练铱 CD揖解析铱由运动轨迹可以看出两者相互排 斥袁故该粒子带正电袁A错误曰根据库仑定律 F越k q1q2r2 可知袁a尧 b尧c 三点中袁在 a点时受力最大袁B错误曰带电粒子从 b 点到 c 点的过程中袁电场力做正功袁电势能减小袁C 正确曰由于虚线为 等间距的同心圆袁故 Uab>Ubc袁所以 W ab>W bc袁根据动能定理袁带 电粒子由 a点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变 化袁D正确遥 知识点二 电容器尧电容 揖对点典例铱 A揖解析铱C= QU 袁固定电容器的电容 C 是确 定的袁与电荷量 Q和电压 U无关袁电荷量 Q与电压 U成正比袁 A正确遥 揖对点训练铱 C揖解析铱开关拨到 1端后袁电容器上极板与 电源正极相连袁则上极板带正电袁A 错误曰电源对电容器的充 电过程与电容器的放电过程互为逆过程袁图乙看出放电电流并 不恒定袁则充电电流也不恒定袁B 错误曰由图乙看出放电电流 减小得越来越慢袁并不是均匀减小袁D错误遥 知识点三 带电粒子在电场中的运动 揖对点典例铱 D揖解析铱电子在偏转电极 YY 忆间运动的加 速度 a= Fm = eUmd 袁A尧B错误曰电子在偏转电极 YY 忆间有 l=v0t袁y= 12 at2袁联立解得 y= el 2U2mdv02 袁C错误袁D正确遥 揖对点训练铱 C揖解析铱粒子在电场中做类平抛运动袁有 h= 12 窑qEm 窑 x v0蓸 蔀 2袁得 x=v0 2mhqE姨 袁由 v0 2mahEqa姨 <v0 2mbhEqb姨 袁得 qa ma > qbmb 遥 第十一章 电路及其应用 揖学窑知识清单铱 知识点一 电流 揖对点典例铱 C揖解析铱根据电流定义式得 I越 qt 越 n1e垣n2e1 越 n1e垣n2e遥 揖对点训练铱 C揖解析铱I= 4 000 mA窑h17 h 抑235 mA遥 知识点二 导体的电阻 揖对点典例铱 A揖解析铱由电阻的决定式可知袁RA=籽 cab 袁RB= 籽 bac 袁RC=籽 abc 袁RD=籽 abc 袁因为 a跃b跃c袁故最小的电阻为 籽 cab 遥 揖对点训练铱 B揖解析铱A为法拉第线圈袁正向与反向电阻 相同袁B为二极管袁有单向导电性袁C为定值电阻袁正向与反向 电阻相等袁D 为电容器袁只有电容器的充放电效应袁通电后电 流由大变小袁最后为零袁反向充电也一样遥 由 I-U图可知袁加正 向电压时电流较大袁而加反向电压时电流很小袁故说明该元件 具有单向导电性袁应为二极管遥 知识点三 串联和并联电路 揖对点典例铱 D揖解析铱若两开关都闭合袁则电阻 R1和 R2 并联袁再和 R 串联袁则 R 并= R1R2R1+R2 =2 k赘袁UBB忆= R 并 R 并+R UAA忆=6 V袁 C正确曰若 S1闭合 S2断开袁则 R1和 R 串联袁则 UBB忆= R1R1+R UAA忆= 12 V袁A正确曰若 S2闭合 S1断开袁则 R2和 R串联袁则 UBB忆= R2R2+R 窑 UAA忆=8 V袁B正确曰若两开关都断开袁则 UBB忆=UAA忆=24 V袁D错误遥 揖对点训练铱 C揖解析铱需要串联一个分压电阻袁串联电阻 阻值为 R0= U-UgUg R =18 000 赘遥 第十二章 电能 能量守恒定律 揖学窑知识清单铱 知识点一 电路中的能量转化 揖对点典例铱 C揖解析铱增大光敏电阻 R 的光照强度袁光敏 电阻阻值减小袁则总电阻减小袁干路电流增大袁内电压和 L2分 得电压增大袁L1电压减小袁 故 L1灯变暗袁L2灯变亮袁A尧B错误曰 路端电压 U=耘-U 内袁电源的效率 浊= UIEI = UE 袁内电压变大袁可知 电源的效率一定减小袁C正确曰灯泡尧光敏电阻的阻值未知袁无法 判断电源输出功率的变化袁D错误遥 揖对点训练铱 C揖解析铱每天太阳能电池板吸收的太阳能为 W 总=0.3伊4伊106伊6 J=7.2伊106 J袁每天红绿灯工作消耗的电能为 W=Pt=1.152伊106 J袁浊= WW 总 伊100%=16%遥 知识点二 闭合电路的欧姆定律 揖对点典例铱 A揖解析铱电池的电动势为 22.0 V曰根据闭合 电路欧姆定律有 E= UR窑r+U袁代入数据解得 r抑3.7 赘遥 揖对点训练铱 B揖解析铱组成闭合回路后袁由于电源内阻要分 压袁小灯泡分配电压达不到路端电压 6 V袁亮度比正常发光暗遥 知识点三 能源与可持续发展 揖对点典例铱 BC揖解析铱在能源的利用过程中袁能量在数 量上不会减少袁能量守恒定律依然成立袁A错误曰自然界中发生 的能量转化在自发情况下都是不可逆的袁但在其他外在条件介 入的情况下可以发生逆过程袁D错误遥 揖对点训练 1铱 C 揖对点训练 2铱 B揖解析铱空调的温度调得越低越消耗电 能袁不符合绿色发展理念遥 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第 1课时 磁场 揖学窑知识清单铱 知识点一 磁场尧磁感线 87