第十二章 电能 能量守恒定律 全章知识点归纳整合 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

该高中物理课件系统梳理电能与能量守恒定律核心知识，通过知识框架图整合电功、电热公式，闭合电路欧姆定律，电源功率等内容，结合类比法、控制变量法等思维方法，构建知识点间逻辑联系。 亮点在于教考衔接与情境融合，通过伏安法测电动势等实验案例培养科学探究能力，结合传感器、无人机等生活科技情境训练科学思维，融入能源可持续发展内容渗透科学态度与责任，分层设计帮助学生巩固知识，助力教师精准复习教学。

第十二章　电能　能量守恒定律 全章知识点归纳整合 知识建构·思维整合 一、知识网络 Uit UI I2Rt I2R 纯电阻 E-Ir E r EI I2r U外I　 EI-I2r　 滑动变阻器 电阻箱 电阻箱 方向性 二、思维方法 1.类比法将电能的转化与其他形式能量的转化类比,如把电流做功类比为力做功,电势能变化类比机械能变化,借助能量守恒的共性理解电能在电路中的转化规律。 2.控制变量法探究电功与电压、电流、时间的关系时,控制其中两个量不变,研究第三个量的影响,归纳出电功公式W=UIt,同理推导电热与电流、电阻、时间的关系。 3.等效转换法将非纯电阻电路的能量转化等效为电能向多种形式能量的分配,如将电动机等效为电阻(产生电热)与理想电动机(输出机械能)的组合,简化能量计算。 教考衔接·高考分析 1.(2024黑吉辽卷)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 甲 乙 (1)实验步骤如下: ①将电阻丝拉直固定,按照图甲所示连接电路,金属夹置于电阻丝的______　　　　(选填“A”或“B”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L; ③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L的值,作出图丙中图线Ⅰ; ④按照图乙所示将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U、L的值,作出图丙中图线Ⅱ。 丙 A (2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池的电动势E=　　　　。 (3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2,若=n,则待测电池的内阻r=__　　　　(用n和R0表示)。 丙 解析:(1)应将电阻丝完全接入电路,确保电路安全。 (2)(3)对题图甲的电路图,根据闭合电路欧姆定律得E=U+r,解得,结合题图丙可知,b=,k1=;对题图乙中的电路图,根据闭合电路欧姆定律得E=U+·(r+R0),解得,结合题图丙可知,b=,k2=。又由于=n,因此=n,解得r=。 试题情境 学习探索问题情境 必备知识 闭合电路欧姆定律、电阻定律、 -图像 关键能力 实验探究能力 教材链接 试题来源于教材必修第三册第91页参考案例2,两题情境相似,解题方法相同 思维方法 化曲为直、用图像处理实验数据 2.(2025海南卷)图甲是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。 有如下器材: 电源E(约为3 V,内阻未知) 电压表V(0~3 V,RV约为3 kΩ) 电流表A(0~0.6 A,RA约为1 Ω) 定值电阻R0=3 Ω 滑动变阻器R1(0~50 Ω) 滑动变阻器R2(0~500 Ω) 开关S、导线若干。 (1)为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选　　　　。 (2)闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录U、I,如下表: U/V 1.00 1.30 1.70 2.00 2.50 I/A 0.38 0.32 0.24 0.18 0.08 R1 答案:见解析图 根据表中数据作出U-I图像。 (3)由U-I图像可求出电动势E=　　　　 V,内阻r=　　　　 Ω(结果均保留3位有效数字)。 (4)考虑电压表分流引起的误差,则E测　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)E真;r测与真实值r真之间的关系式为____________________(用RV、R0、r测、r真表示)。 2.90 2.00 小于 r测=-R0 解析:(1)为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的R1。 (2)图像如下: (3)根据闭合电路欧姆定律有U=E-I(R0+r)结合图线可得E=2.90 V,R0+r= Ω解得r=2.00 Ω。 (4)根据题意,由闭合电路欧姆定律得E=U+(r+R0),得U=E-I,则U-I图像纵截距实际表示E,故E测<E真,U-I图像的斜率绝对值 =r测+R0,则r测=-R0。 试题情境 学习探索问题情境 必备知识 伏安法测电源的电动势和内阻的原理、描点作图、误差分析 关键能力 实验探究能力 教材链接 人教版必修第三册第92页第1题情境、问题相似 思维方法 作图分析、实验探究推理能力 情境链接·专项提升 通过精心设计的生活与科技情境,将抽象概念具体化。借助潮汐发电模型阐述能量转换与守恒,结合新能源汽车技术分析电功率与能源效率,利用半导体压力传感器应用深化对电路各规律的理解。同时,通过鸡蛋冷却等生活实例揭示能量转化的方向性与耗散特性,并关联能源分类与可持续发展议题,引导学生将物理知识与科技进展、社会责任相结合,全面提升科学建模、探究及社会责任感等核心素养。 1.(2025海南高二期中)传感器是指能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量并且能够转化成电压、电流等电学量的装置。如图所示,R1为光敏电阻,R2为定值电阻,电源电动势和内阻恒定,信号处理系统会实时监测R2两端的电压,每获得一次低电压就记数一次,下列说法正确的是(　　) A.无光照射时R1的电功率比有光照射时大 B.无光照射时R1两端的电压比有光照射时小 C.有光照射时信号处理系统的电压比无光照射时大 D.有光照射时R2消耗的热功率比无光照射时小 情境一　物理与科技 C 解析:由题图可知,信号处理系统会实时监测R2两端的电压,每当光照被挡住时,就获得一次低电压并记数一次,即U2减小;对R2分析有U2=IR2,可知回路中的电流I减小,则回路中的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得I=,因E、r、R2都不变,故R1增大,说明无光照射时R1的阻值比有光照射时大;根据闭合电路欧姆定律有U1=E-I(R2+r),因无光照射时R1增大,I减小,故R1两端的电压U1增大,即无光照射时R1两端的电压比有光照射时大,故B错误。根据P=U1I可知,因无光照射时,电流I减小,U1增大,故无法判断两种情况下电功率大小关系,故A错误。 当有光照射时,R1的电阻减小,回路中的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律I=可知回路中的电流I增大;对R2分析有U2=IR2,可知R2两端电压增大,即信号处理系统的电压增大,故C正确。根据P=I2R2可知,当有光照射时电流I增大,则R2消耗的热功率增大,故D错误。 A.减小,减小 B.增大,增大 C.减小,增大 D.增大,减小 情境二　物理与生活 2.(2025江西高二期末)如图甲为安装在室内房顶的家用烟雾报警器,其简 化原 理图如图乙,电源电动势为E(内阻不计),R0为定值电阻,电流表A、电压表V 均 为理想电表,光敏电阻RG的阻值随光照强度的增大而减小。 闭合开关S,随着烟 雾浓度的增大,电流表A、电压表V的示数变化情况分别为(　　) C 解析:定值电阻R0与光敏电阻RG串联,电压表V测光敏电阻RG的电压,电流表A测电路中的电流,随着烟雾浓度的增大,光照强度减弱,光敏电阻RG的阻值增大,电路中总电阻增大,根据闭合回路欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表A的示数减小,根据U=IR,可知定值电阻R0的电压变小,光敏电阻RG的电压增大,即电压表V的示数增大。故选C。 3.(2025湖北襄阳期末)无人机在生活中得到广泛应用,以下表格中是某款无人机铭牌上的参数,下列说法正确的是(　　) A.无人机充电时,从无电状态到满电状态所需时间约为8 h B.无人机充满电后,总电荷量为1.44×104 C C.无人机正常飞行时的机械功率为60 W D.电池可供无人机持续飞行约2 h 充电器 充电电压 16 V 充电器 充电电流 5 A 无人机电池 额定电压 15 V 无人机电池 额定电流 4 A 无人机 电池能量 60 W·h 无人机 电池容量 4 000 mA·h B 解析:充电时间由电池容量除以充电电流计算:t==0.8 h,故A错误;电池容量为4 000 mA·h,总电荷量计算为q=4 000 mA×1 h=4 A×3 600 s=1.44×104 C,故B正确;无人机电池输出功率为P=UI=15 V×4 A=60 W,但机械功率需扣除其他损耗(如发热),故机械功率小于60 W,故C错误;续航时间由电池能量除以功率,有t==1 h,故D错误。 充电器 充电电压 16 V 充电器 充电电流 5 A 无人机电池 额定电压 15 V 无人机电池 额定电流 4 A 无人机 电池能量 60 W·h 无人机 电池容量 4 000 mA·h $