第五章 电能与能源的可持续发展 章末素养提升（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本高中物理讲义聚焦电路中的能量这一核心知识点，系统梳理电功、电功率、焦耳定律、闭合电路功率等公式及应用，以能量观为统领，帮助学生从能量角度分析电功、电功率问题，形成完整的能量观念学习支架。 资料以核心素养为导向，物理观念部分强化能量转化与守恒的理解，科学思维突出纯电阻与非纯电阻电路公式选择，科学态度与责任通过家庭用电调查培养节能意识。例题结合太阳能电池、电风扇等实际场景，课中辅助教学，课后助力学生查漏补缺。

章末素养提升 素养再现 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 提能训练 例1　(2024·深圳市高二期末)我国“天宫”空间站核心舱采用柔性砷化镓薄膜电池供电，此电池可将太阳能转化成电能，光电转化率可超过30%，下列判断正确的是(　　) A.太阳能是可再生能源 B.电池板的光电转化率不到100%，说明能量不守恒 C.电源对外供电时，电源内部将电子从负极搬运到正极 D.电池工作时产生的电流既有大小又有方向，它是矢量 答案　A 例2　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，消耗的电能一部分产生内能，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，消耗的电能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3×6×365 kW·h=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　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 $