第五章 电能与能源的可持续发展 章末素养提升(Word教参)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（粤教版）

该高中物理单元复习讲义通过表格按核心素养维度系统构建知识体系，整合电路能量公式、闭合电路功率关系及能量观要点，清晰呈现电功、电功率等重难点的内在逻辑，帮助学生形成系统的物理观念。 讲义亮点在于例题设计兼顾科学思维与社会责任，如例2对比电风扇和电饭锅电路，引导学生用科学推理区分纯电阻与非纯电阻电路的能量转化；例4结合太阳能发电实际问题，体现科学探究与环保意识。基础题助学生掌握公式适用条件，综合题提升图像分析等科学思维，教师可据此实施分层复习，助力学生全面提升核心素养。

章末素养提升 物理观念 电路中的能量 1.电功：W＝UIt 2.电功率：P＝＝UI 3.焦耳定律：Q＝I2Rt 4.热功率：P热＝I2R 闭合电路的功率 电源的总功率P总＝EI 电源的热功率P热＝I2r 电源的输出功率P出＝U外I 能量观 1.掌握焦耳定律、闭合电路欧姆定律的内涵及应用，能从能量的角度分析求解电功、电功率等相关问题逐步形成能量观念 2.知道不同形式的能量可以相互转化，知道能量转化具有方向性，能运用能量守恒定律分析求解实际问题 科学思维 1.掌握求解电功和电功率的方法，知道公式的适用范围，能针对纯电阻电路和非纯电阻电路选择合适的公式 2.能运用能量观点解题，能运用能量守恒定律分析求解实际问题 科学探究 1.通过探究电流流过导体产生的热量与什么因素有关，理解焦耳定律的公式 2.了解水力发电、风力发电、太阳能发电的原理，体会各种能源的利用方式 科学态度与责任 1.通过调查家庭用电及与热有关的用电器的使用情况，讨论怎样节约能源，增强节约能源和保护环境的责任感和使命感 2.能量的转化与守恒，能源与环境等内容，有助于让我们认识目前面临的能源与环境问题，理解开发利用清洁能源的价值，增强对能源消耗、环境污染和未来发展方向的认识，在理解科学、技术、社会与环境关系的基础上，形成应有的科学态度和社会责任感 例1　(2023·湛江市高二期中)我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是(　　) A．水能 B．石油能源 C．太阳能 D．风能 答案　B 解析　水能、风能、太阳能属于可再生能源，使用过程污染少，环保；而石油能源属于不可再生能源，使用过程中向空气中排碳，污染严重，所以我国应减少使用石油能源，A、C、D错误，B正确。 例2　(2023·清远市高二学业考试)对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法中正确的是(　　) A．电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能 B．电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能 C．电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能 D．电风扇消耗的电能等于产生的内能，电饭锅消耗的电能大于产生的内能 答案　C 解析　电风扇属于非纯电阻，输入的功率一部分会发热，但更多的是对外做功，所以电风扇消耗的电能要大于产生的内能，电饭锅属于纯电阻，输入的功率全部用来发热产生内能，所以电饭锅消耗的电能等于产生的内能。故选C。 例3　如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A，那么线段AB表示的功率及I＝2 A时对应的外电阻是(　　) A．6 W、2 Ω B．4 W、2 Ω C．2 W、1 Ω D．2 W、0.5 Ω 答案　D 解析　由电源总功率P总＝EI，得E＝3 V。由Pr＝I2r，得r＝1 Ω。当电流为2 A时，I＝，得R＝0.5 Ω。此时线段AB表示的功率P′＝EI－I2r＝2 W。综上分析，D正确。 例4　某户居民楼顶平台安装了12块太阳能电池板，利用这些电池板收集太阳能发电，发电总功率可达到3 kW，工作电压为380 V，平均每天发电6 h；发电总功率的30%供自家使用，富余发电以0.2元/度价格并入国家电网。则下列说法正确的是(　　) A．该光伏项目年发电量约为6.75×104 kW·h B．该光伏项目的工作总电流约为0.3 A C．该光伏项目富余发电的年收入约1 400元 D．该光伏项目平均每天的发电量可供一只60 W的白炽灯正常工作300小时 答案　D 解析　发电总功率为3 kW，则年发电总量为3 kW×6 h×365＝6.57×103 kW·h，故A错误；工作总电流约为I＝＝≈7.9 A，B错误；该光伏项目富余发电的年收入约为6.57×103×70%×0.2元＝919.8元，C错误；该光伏项目平均每天的发电量大约可供一只60 W的白炽灯正常工作的时间为t＝＝ h＝300 h，D正确。 例5　(2024·绵阳市高二期末)如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，闭合开关，标有“4 V,8 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝1 Ω，则(　　) A．电动机两端的电压为6 V B．电源的输出功率为20 W C．电动机的输出功率为6 W D．电动机的效率为50% 答案　C 解析　电路中的电流为I＝＝ A＝2 A 根据闭合电路的欧姆定律E＝UL＋UM＋Ir 电动机两端的电压为UM＝5 V，故A错误；电源的输出功率为 P＝EI－I2r＝10×2 W－22×0.5 W＝18 W，故B错误；电动机的输出功率为 P输出＝UMI－I2R0＝5×2 W－22×1 W＝6 W 故C正确；电动机的效率为 η＝×100%＝×100%＝×100%＝60%，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $