复习4电路中的能量.pptx
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1、20092009年高等学校招生全国统一考试大纲(理综)年高等学校招生全国统一考试大纲(理综)内容内容64.64.电流欧姆定律电阻和电阻定律电流欧姆定律电阻和电阻定律65.65.电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系66.66.半导体及其应用超导及其应用半导体及其应用超导及其应用67.67.电阻的串联、并联串联电路的分压作用并电阻的串联、并联串联电路的分压作用并联电路的分流作用联电路的分流作用68.68.电功和电功率串联、并联电路的功率分配电功和电功率串联、并联电路的功率分配69.69.电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压路端电压70.70.电流、电
2、压和电阻的测量:电流表、电压表和电流、电压和电阻的测量:电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻多用电表的使用伏安法测电阻要求要求复习复习 电路电路闭合电路中的功和能闭合电路中的功和能 r r M MP P输出输出0 0R R外外一、一个闭合电路的能量应该是守恒的,但又在一、一个闭合电路的能量应该是守恒的,但又在不同形式间转化,通过什么方式完成呢?不同形式间转化,通过什么方式完成呢?在电源部分,非静电力做正功在电源部分,非静电力做正功W W非非=qE=qE,将其它,将其它形式的能转化成电能而内阻上电流做功,将电形式的能转化成电能而内阻上电流做功,将电能转化成内能能转化成内能W W内内=qU=
3、qU(UU为内阻上的电势降)为内阻上的电势降)在外电路部分,电流做功在外电路部分,电流做功W W外外=qU=qU(U U为路端电为路端电压),电能转化成其它形式的能压),电能转化成其它形式的能闭合电路内不同形式的能量,通过闭合电路内不同形式的能量,通过做功做功完成完成1 1、内、外电路中的能量转化关系、内、外电路中的能量转化关系外外电电路路内内电电路路内电路:内电路:其它能其它能 电电 能能 非静电力做功非静电力做功外电路:外电路:电电 能能 其它能其它能静电力做功静电力做功2 2、电动势、电动势与电压与电压U U的比较的比较物理物理意义意义定义式定义式单位单位量量度度式式电动势电动势E E电
4、压电压U UABAB表示电源内部非静电力做表示电源内部非静电力做功功,将其它形式能转化为将其它形式能转化为电能的能力的物理量电能的能力的物理量表示电场通过电场力表示电场通过电场力做功做功,将电能转化为其将电能转化为其它形式能的物理量它形式能的物理量通通路路断断路路V V(伏特)(伏特)1V=1J/C1V=1J/C V V例例1 1、在闭合电路中,、在闭合电路中,U U内内=0.5V,U=0.5V,U外外 =1.5V=1.5V,在电路,在电路中移动中移动2C2C的电荷时,的电荷时,、电源把、电源把 J J的化学能转化为电能的化学能转化为电能、电源内部消耗的电能、电源内部消耗的电能 J J、外电路
5、上电流做功、外电路上电流做功 J J、电源输出电能、电源输出电能 J J。4 41 13 33 3W=qU W=qU E=UE=U内内+U+U外外 qE=qUqE=qU内内+qU+qU外外 电源的总功电源的总功=内部消耗的功内部消耗的功+对外输出的功对外输出的功(内电路做功(内电路做功+外电路做功)外电路做功)二、闭合电路中的功率二、闭合电路中的功率关系关系由于闭合电路中内、外电路的电流相等,由于闭合电路中内、外电路的电流相等,由:由:E=UE=U外外+U+U内内得:得:EI=UEI=U外外I+UI+U内内I I、电源的总功率(电源提供的功率)、电源的总功率(电源提供的功率)P P总总=EI=
6、EI、电源的输出功率(外电路得到的功率)、电源的输出功率(外电路得到的功率)P P出出=UI=UI、电源内阻上的热功率(电源消耗的功率)、电源内阻上的热功率(电源消耗的功率)P P内内=U=U内内I=II=I2 2r r、电源电源供电效率供电效率P P出出P Pm mO r RO r R、电源输出功率电源输出功率当外电阻等于内电阻时,当外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大电源输出功率最大(R(R外外=r=r内内)=P=P出出/P/P总总U U外外/E/E R/(R+r)(R/(R+r)(纯电阻电路)纯电阻电路)例例2 2、如图所示的直流电路中,电源电动势为如图所示的直流电路中,电源电动势为E
7、E,内阻为内阻为r r,外电路中,电阻,外电路中,电阻R R1 1=r=r,滑动变阻器的全,滑动变阻器的全部电阻为部电阻为R R2 2=2r=2r,滑动片从,滑动片从a a端向端向b b端滑动过程中,端滑动过程中,哪种说法正确?哪种说法正确?A A电源的转化功率逐渐增大电源的转化功率逐渐增大B B电源内部的热功率逐渐增大电源内部的热功率逐渐增大C C电源的输出功率逐渐减小电源的输出功率逐渐减小D DR R2 2上得到的功率逐渐减小上得到的功率逐渐减小 电源的转化功率电源的转化功率=电源的总功率电源的总功率=电源提供的功率电源提供的功率R2R1 r ra ab bp p解析解析:当滑片:当滑片P
8、 P由由a a向向b b滑动时,外电路电阻逐渐滑动时,外电路电阻逐渐减小,因此电流逐渐增大,可知选项减小,因此电流逐渐增大,可知选项A A、B B正确;正确;当滑片当滑片P P滑到滑到b b端时,外电路电阻等于端时,外电路电阻等于R1R1与内阻相与内阻相同,此时电源输出功率最大因此,同,此时电源输出功率最大因此,C C不正确;不正确;判断判断D D选项时,可把选项时,可把R R1 1看成内阻的一部分,即内阻看成内阻的一部分,即内阻为为2r2r,因此当,因此当P P处于处于a a端时,外阻端时,外阻=内阻内阻=2r=2r,此时,此时R R2 2上的功率最大,所以选项上的功率最大,所以选项D D正
9、确正确A A电源的转化功率逐渐增大电源的转化功率逐渐增大B B电源内部的热功率逐渐增大电源内部的热功率逐渐增大C C电源的输出功率逐渐减小电源的输出功率逐渐减小D DR R2 2上得到的功率逐渐减小上得到的功率逐渐减小R2R1 r ra ab bp p拓展拓展、如图,已知电源内阻、如图,已知电源内阻r=2r=2,定值电阻,定值电阻R R1 1=0.5=0.5,求:,求:、当滑动变阻器、当滑动变阻器R R2 2多大时,电源输出功率最大多大时,电源输出功率最大、当滑动变阻器、当滑动变阻器R R2 2多大时,多大时,R R2 2消耗功率最大?消耗功率最大?*、当滑动变阻器、当滑动变阻器R R2 2多
10、大时,多大时,R R1 1消耗功率最大?消耗功率最大?R2R1 r r、当、当R R1 1+R+R2 2=r=r时,时,R R2 2=1.5=1.5,电源输出功率最大电源输出功率最大、将、将R R1 1等效到电源内部,即电源内阻等效到电源内部,即电源内阻r r=r+R=r+R1 1时,时,R R2 2消耗的功率最大,消耗的功率最大,R R2 2=r=r=2.5=2.5*、P P1 1=I=I2 2R R1 1=2 2(R(R1 1+R+R2 2+r)+r)2 2R R1 1 当当R R2 2=0=0时,时,P P1 1最大最大R R1 1r,电热,电功率电热,电功率 热功率热功率 M电动机电动
11、机电阻电阻 电电功功是是电电能能转转化化为为其其他他形形式式能能量量的的量量度度,即即电电功功表表示示电电流流通通过过导导体体时时转转化化为为其其他他形形式式能能量量的的电电能的总和能的总和 电电热热表表示示的的是是电电流流通通过过导导体体时时转转化化为为内内能能的的电电能,即电热能,即电热仅仅是电能转化为内能的量度是电能转化为内能的量度 电功与电热是两个不同的物理量,不能混淆电功与电热是两个不同的物理量,不能混淆计算计算电功电功时用公式时用公式W WUItUIt进行计算,进行计算,计算计算电热电热时用公式时用公式Q QI I2 2RtRt进行计算进行计算例例4 4、已知电源电动势为已知电源电
12、动势为E=12VE=12V,内阻,内阻r=0.5r=0.5,灯,灯泡的额定电压泡的额定电压8V8V,额定功率,额定功率16W16W,线圈内阻,线圈内阻0.50.5,灯泡刚好正常发光,通电,灯泡刚好正常发光,通电100 min100 min,求:,求:1 1、电源提供的能量、电源提供的能量2 2、电流对灯泡和电动机做的功、电流对灯泡和电动机做的功3 3、灯泡和电动机产生的焦耳热、灯泡和电动机产生的焦耳热4 4、电动机的效率、电动机的效率1 1、5.76105.76105 5J J2 2、9.6109.6104 4J J,2.88102.88105 5J J3 3、9.6109.6104 4J J
13、,1.08101.08105 5J J4 4、62.5%62.5%r rM非纯电阻电路!非纯电阻电路!本题的关键是电路中有本题的关键是电路中有电动机,不是纯电阻电电动机,不是纯电阻电路,因而欧姆定律不再路,因而欧姆定律不再适用突破点是利用电适用突破点是利用电路中的电压关系路中的电压关系例例5 5、如如图图所所示示,电电路路中中电电源源的的电电动动势势为为E E,内内电电阻阻为为r r,开开关关S S闭闭合合后后,当当滑滑动动变变阻阻器器R R的的滑滑动动片片P P向向右右移移动动的的过过程程中中,三三盏盏规规格格相相同同的的小小灯灯泡泡L L1 1、L L2 2、L L3 3的亮度变化情况是的
14、亮度变化情况是A A灯灯L L1 1、L L2 2变亮,灯变亮,灯L L3 3变暗变暗 B B灯灯L L2 2、L L3 3变亮,灯变亮,灯L L1 1变暗变暗C C灯灯L L1 1、L L3 3变亮,灯变亮,灯L L2 2变暗变暗 D D灯灯L L1 1变亮,灯变亮,灯L L2 2、L L3 3变暗变暗 C C 先画出等效电路图,然后先整体再部分进行动态先画出等效电路图,然后先整体再部分进行动态分析即可分析即可 r rP PL L3 3L L2 2L L1 1四、动态电路的分析四、动态电路的分析1 1、程序法、程序法:部分:部分整体整体部分,变化部分,变化不变不变变变化化即从电阻变化的部分入
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