第十二章 电能 能量守恒定律 期末考点清单-2024-2025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——高二物理人教版（2019）上学期期末复习考点清单 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。 易错题 1.如图所示，在光滑的水平桌面上有两个完全相同的等边三角形线框，其底边都平行于有界匀强磁场（方向竖直向下）的上、下边界，边界间的距离等于等边三角形线框的高度h.现使两个线框在拉力作用下沿垂直于磁场边界的方向以大小相同的速度匀速通过磁场，设线框受到的拉力大小在刚进入磁场时分别为和，在磁场中运动距离为时分别为和，刚要完全出磁场时分别为和，进、出磁场过程中流过线框的电流分别用和表示，进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电荷量分别为和，则( ) A. B. C.进、出磁场过程方向相反，且逐渐减小， D.进、出磁场过程方向相反，且逐渐增大， 答案：B 解析：线框刚进入磁场时，线框M的有效切割长度为线框的边长，线框N的有效切割长度为0，则线框M中有感应电流，线框N中无感应电流，由知，；线框在磁场中运动距离为时，两线框的有效切割长度相同，回路中产生的感应电动势相同，感应电流相同，由知，，线框刚要完全出磁场时，线框M的有效切割长度为0，线框N的有效切割长度为线框的边长，则线框M中无感应电流，线框N中有感应电流，由知，，B正确，A错误；由楞次定律知，进磁场时方向沿逆时针方向，出磁场时方向沿顺时针方向，故进、出磁场时方向相反，感应电动势，由闭合电路欧姆定律得，线框M在运动过程中切割磁感线的有效长度逐渐减小，故逐渐减小，同理可知，进、出磁场时方向相反，，线框N在运动过程中切割磁感线的有效长度逐渐增大，故还渐增大，由法拉第电磁感应定律得，由闭合电路欧姆定律得，联立解得流过某一横截面的电荷量，故，C、D错误. 2.如图所示的坐标系中，直线1、2分别为两个不同电源的输出电压关于输出电流的变化规律，图线3为某灯泡的图线，且与两直线的交点分别为。若将该灯泡分别与电源连接构成闭合电路。则下列说法正确的是( ) A.电源的内阻之比为3:2 B.电源A与电源B的电动势大小相等 C.该灯泡分别与电源连接构成闭合电路时，灯泡的电阻之比为1:2 D.该灯泡分别与电源连接构成闭合电路时，灯泡消耗的电功率之比为7:10 答案：AB 解析：根据题图可知，，所以，AB正确；图线3与直线1、2的交点坐标分别表示该小灯泡与电源连接时的工作状态，根据坐标值可求出小灯泡消耗的功率分别为和，两种情况下小灯泡的电阻分别为，CD错误。 3.如图，是一个电热毯示意电路图．是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯与电阻丝串联的电阻．电热毯上标有“220 V 100 W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关． （1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？ （2）若要求在保温时电流通过电阻丝每分钟有60 J的电能转化为内能，电阻R的阻值是多大？ 答案：（1）电热毯处于保温状态 （2）4356 Ω 解析：（1）根据公式：，一定，t一定时，电热毯功率大时，处于加热状态 S闭合时，发热功率：① S断开时，发热功率：② 比较①②两式得 所以当S闭合，电热毯处于加热状态．S断开，电热毯处于保温状态． （2）根据“220 V 100 W”可得 保温时：电阻两端电压为 已知： 则有： 所以R上分到的电压为 根据，解得： 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 1.手控可调节亮度的手电筒其内部电路可简化为如图所示的电路图。其内需装4节5号干电池，每节干电池的内阻。“”的灯泡L（电阻固定不变）和滑动变阻器R串联，通过调节滑动变阻器的滑片P可调节手电筒的亮度，若灯泡L正常发光，则下列说法正确的是( ) A.电源电动势为10V B.滑动变阻器R接入电路的电阻为0.5Ω C.通电5min灯泡L消耗的电能为1500J D.电源的输出功率为5.5W 2.某同学测得某白炽灯的图像如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则( ) A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在A点，白炽灯的电阻可表示为 C.在A点，白炽灯的电功率可表示为 D.在A点，白炽灯的电阻为 3.某同学把如图所示的一台微型水力发电机的进水口接到家里的水龙头，打开水龙头阀门，发电机输出的电能恰好使额定功率为3W的小灯泡正常发光。测得1分钟内流入进水口的水量为，已知进水口的横截面积为，水的密度为，发电机内阻不计。则该发电机将水的动能转化为电能的效率为( ) A.52.5% B.62.5% C.72.5% D.82.5% 4.利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒( ) A.电路的总电阻减小，电压表的示数减小 B.电路的总电阻增大，电流表的示数减小 C.电压表和电流表示数的比值不变 D.电路消耗的总功率变小 5.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻，电路中另一电阻，直流电压，电压表示数。试求： （1）通过电动机的电流； （2）输入电动机的电功率； （3）电动机输出的机械功率。 6.微型玩具电风扇的直流电动机线圈电阻为，当加在电动机两端的电压为时，通过电动机的电流为，若通电时间为。 （1）电动机消耗的电能； （2）电流通过线圈产生的热量； （3）这段时间电动机把多少电能转化为机械能？ 答案以及解析 1.答案：C 解析：A.1节干电池的电动势为1.5V，其内需装4节5号干电池，电源电动势为6V，故A错误；B.“5V 5W”的灯泡L正常发光，则电路中的电流滑动变阻器两端的电压滑动变阻器R接入电路的电阻为故B错误；C.通电5min灯泡L消耗的电能故C正确；D.电源的输出功率故D错误，故选C。 2.答案：C 解析：由图示可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，且电压和电流的比值增大，故灯泡的电阻变大，故A错误； 由欧姆定律可知，在A点白炽灯的电阻，由于纵坐标与横坐标的标度可能不同，所以不能用计算电阻值，故BD错误； 在A点，白炽灯的电功率可表示为，故C正确。故选C。 3.答案：B 解析：根据题意可知，水速为 代入数据解得水速大小为 一分钟流入发电机的水的质量为 故一分钟进入发电机的水的动能为 一分钟发电机输出的电能为 故该发电机将水的动能转化为电能的效率为 B正确。故选B。 4.答案：C 解析：若检测时司机喝了酒，则R减小，电路总电阻减小，电流变大，即电流表示数变大，两端的电压变大，电压表的示数变大；电路消耗的总功率变大；根据 可知电压表和电流表示数的比值不变。故选C。 5.答案：（1）5A；（2）500W；（3）475W 解析：（1）通过电动机的电流为 （2）输入电动机的电功率为 （3）电动机输出的机械功率为 6.答案：（1）；（2）；（3） 解析：（1）电风扇为非纯电阻，用定义公式计算 故消耗电能为。 （2）由 故线圈产生得热量为。 （3）由 故电动机将电能转化为机械能。 学科网（北京）股份有限公司 $$