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2025版高考物理全程一轮复习第十章电路及其应用电能第二讲电能能量守恒定律课件
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这是一份2025版高考物理全程一轮复习第十章电路及其应用电能第二讲电能能量守恒定律课件，共43页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，考点四，I2R，答案D，答案A，答案AC，答案CD，非静电力等内容，欢迎下载使用。
考点一 电路中的能量【必备知识·自主落实】1．电功、电功率及焦耳定律(1)电功①定义：是指电路中________力对定向移动的自由电荷所做的功．②公式：W＝____＝UIt． 在任何电路中都适用(2)电功率①定义：电流在一段电路中所做的____与通电_______之比叫作电功率．②公式：P＝________＝UI． 适用于任何电路(3)焦耳定律①电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________，跟导体的电阻及通电时间成________．②公式：Q＝I2Rt． 计算电热都可以用
2．电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为________能，还有一部分转化为________能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝________，P损＝________．
【关键能力·思维进阶】1．如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体乙刚好能嵌入导体甲，导体丙刚好能嵌入导体乙．现将三段导体串联接入到同一电路中，则( )A. 导体丙的电阻最大B．导体甲两端的电压最大C．导体乙消耗的电功率最大D．三段导体在相等时间内产生的热量相等
2．如图所示，四个完全相同的灯泡，开关闭合后亮度最高的是( )A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
解析：四个完全相同的灯泡，L2、L3串联电流相同，L2、L3亮度相同；L4与L2、L3并联，并联两支路两端电压相同，故L4两端电压等于L2、L3各自两端电压之和，故L4比L2、L3都亮；L1在干路上，电流大小等于两支路电流之和，故流过L1电流最大，亮度最高．故选A.
3．(多选)[2024·山东青岛质检]兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100 V 50 W”字样，它的线圈内阻为4 Ω，R1＝480 Ω，电热丝R＝44 Ω，把该电吹风接入220 V家庭电路中，电动机M可以正常工作，则下列说法正确的是( )A．电热丝的热功率P＝1 100 WB．电阻R2＝240 ΩC．电动机M正常工作时的输出功率P1＝49 WD．开关S1、S2都闭合，1分钟电路消耗的电能为E＝7.26×103 J
4.(多选)五一期间，汕头作为全国热门旅游城市，聚集了来自四面八方的游客．为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具．下表为某品牌电动自行车的部分技术参数( )A. 正常匀速行驶，则后轮受到地面对它的滑动摩擦力B．电动自行车的电机线圈内阻为9.6 ΩC．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240 WD．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83%
思维提升1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
2.非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．(2)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．
思维提升电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．
考向2 闭合电路的动态分析例 2 在如图所示的电路中，已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值．闭合电键S，在滑动变阻器的滑片P由最右端向左滑动的过程中，下列说法中正确的是( )A．电压表V1的示数先变大后变小，电流表A1的示数不变B．电压表V1的示数先变小后变大，电流表A1的示数变小C．电压表V2的示数先变大后变小，电流表A2的示数先变大后变小D．电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大
例 3 如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小．开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点．现增强照射电阻R3的光照强度，则( )A．电容器的电容减小 B．R2中有向右的电流C．液滴向下运动 D．M点的电势升高
考向3 电路故障分析例 4 在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路．当闭合开关时，发现灯泡不发光．为了检验故障，某同学在开关闭合的情况下，用多用电表的直流电压挡对电路进行检测．检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是( )A．D、E间导线断路 B．B、F间导线断路C. 灯泡断路 D．A、C间导线断路
解析：若D、E间导线断路，则D点电势与A点电势相等，E点电势与B点电势相等，A、D间电压应为0，A、E间电压应为1.5 V，故A正确；若F、B间导线断路，则F点电势与A点电势相等，A、F间电压应为0，故B错误；若灯泡断路，则E点电势与A点电势相等，F点电势与B点电势相等，A、E间电压应为0，A、F间电压应为1.5 V，故C错误；若A、C间导线断路，则C点电势与B点电势相等，A、C间电压应为1.5 V，故D错误．故选A.
思维提升电路故障检测方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路；(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表检测时，应断开电源．
例 5 [2024·潍坊模拟]如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R＝6 Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成闭合回路．已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示．下述说法中正确的是( )A．图乙中Rx＝15 ΩB．电源的电动势E＝10 V，内阻r＝4 ΩC．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25 A
例 6 有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示．将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是( )A．甲电源 B．乙电源C．丙电源 D．丁电源
例 7 [2024·浙江金华十校联考]如图甲是连接电动机的电路，闭合开关，在滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A 时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则( )A．电动机的内阻为2 ΩB．电源的电动势为3.4 VC．电动机的最大输出功率为0.9 WD．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω
考点一 电路中的能量【必备知识·自主落实】1．电功、电功率及焦耳定律(1)电功①定义：是指电路中________力对定向移动的自由电荷所做的功．②公式：W＝____＝UIt． 在任何电路中都适用(2)电功率①定义：电流在一段电路中所做的____与通电_______之比叫作电功率．②公式：P＝________＝UI． 适用于任何电路(3)焦耳定律①电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成________，跟导体的电阻及通电时间成________．②公式：Q＝I2Rt． 计算电热都可以用
2．电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为________能，还有一部分转化为________能，即P电＝P机＋P损，其中P电＝________，P损＝________．
【关键能力·思维进阶】1．如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体乙刚好能嵌入导体甲，导体丙刚好能嵌入导体乙．现将三段导体串联接入到同一电路中，则( )A. 导体丙的电阻最大B．导体甲两端的电压最大C．导体乙消耗的电功率最大D．三段导体在相等时间内产生的热量相等
2．如图所示，四个完全相同的灯泡，开关闭合后亮度最高的是( )A．L1 B．L2 C．L3 D．L4
解析：四个完全相同的灯泡，L2、L3串联电流相同，L2、L3亮度相同；L4与L2、L3并联，并联两支路两端电压相同，故L4两端电压等于L2、L3各自两端电压之和，故L4比L2、L3都亮；L1在干路上，电流大小等于两支路电流之和，故流过L1电流最大，亮度最高．故选A.
3．(多选)[2024·山东青岛质检]兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100 V 50 W”字样，它的线圈内阻为4 Ω，R1＝480 Ω，电热丝R＝44 Ω，把该电吹风接入220 V家庭电路中，电动机M可以正常工作，则下列说法正确的是( )A．电热丝的热功率P＝1 100 WB．电阻R2＝240 ΩC．电动机M正常工作时的输出功率P1＝49 WD．开关S1、S2都闭合，1分钟电路消耗的电能为E＝7.26×103 J
4.(多选)五一期间，汕头作为全国热门旅游城市，聚集了来自四面八方的游客．为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具．下表为某品牌电动自行车的部分技术参数( )A. 正常匀速行驶，则后轮受到地面对它的滑动摩擦力B．电动自行车的电机线圈内阻为9.6 ΩC．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240 WD．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83%
思维提升1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
2.非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．(2)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．
思维提升电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．
考向2 闭合电路的动态分析例 2 在如图所示的电路中，已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值．闭合电键S，在滑动变阻器的滑片P由最右端向左滑动的过程中，下列说法中正确的是( )A．电压表V1的示数先变大后变小，电流表A1的示数不变B．电压表V1的示数先变小后变大，电流表A1的示数变小C．电压表V2的示数先变大后变小，电流表A2的示数先变大后变小D．电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大
例 3 如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小．开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点．现增强照射电阻R3的光照强度，则( )A．电容器的电容减小 B．R2中有向右的电流C．液滴向下运动 D．M点的电势升高
考向3 电路故障分析例 4 在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路．当闭合开关时，发现灯泡不发光．为了检验故障，某同学在开关闭合的情况下，用多用电表的直流电压挡对电路进行检测．检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是( )A．D、E间导线断路 B．B、F间导线断路C. 灯泡断路 D．A、C间导线断路
解析：若D、E间导线断路，则D点电势与A点电势相等，E点电势与B点电势相等，A、D间电压应为0，A、E间电压应为1.5 V，故A正确；若F、B间导线断路，则F点电势与A点电势相等，A、F间电压应为0，故B错误；若灯泡断路，则E点电势与A点电势相等，F点电势与B点电势相等，A、E间电压应为0，A、F间电压应为1.5 V，故C错误；若A、C间导线断路，则C点电势与B点电势相等，A、C间电压应为1.5 V，故D错误．故选A.
思维提升电路故障检测方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路；(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表检测时，应断开电源．
例 5 [2024·潍坊模拟]如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R＝6 Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成闭合回路．已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示．下述说法中正确的是( )A．图乙中Rx＝15 ΩB．电源的电动势E＝10 V，内阻r＝4 ΩC．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25 A
例 6 有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示．将一个6 Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是( )A．甲电源 B．乙电源C．丙电源 D．丁电源
例 7 [2024·浙江金华十校联考]如图甲是连接电动机的电路，闭合开关，在滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A 时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则( )A．电动机的内阻为2 ΩB．电源的电动势为3.4 VC．电动机的最大输出功率为0.9 WD．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω
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