粤教版高中物理必修第三册第五章电能与能源的可持续发展章末小结与素养评价课件

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第四、五章　闭合电路电能与能源的可持续 发展一、主干知识成体系二、迁移交汇辨析清一、直流电路的故障分析与判断1．电路常见故障(1)断路；(2)短路。2．电路故障特点(1)断路特点：电路中发生断路时，电源电压不为零，而电流为零；如果断路出现在干路中，则发生断路的地方其两端电压等于电源电压。(2)短路特点：电路中的某部分发生短路时，表现为有电流通过电路而该部分电路两端电压为零。3．电路故障部位的检测和判断(1)断路故障的检测和判断(假设只有一个断点)：用电压表与电源并联检测电路中是否有电压，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。(2)短路故障的检测和判断：用电压表与电源并联，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该段电路被短路；若电压表示数不为零，则该段电路没被短路。[针对训练]1. 如图所示的电路，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是 (　　)A．R1断路 B．R2断路C．R3短路 D．R4短路解析：等效电路如图所示，若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A符合题意；若R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B不符合题意；若R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表读数变大，与题意相矛盾，故C、D不符合题意。答案：A2. 在如图所示的电路中，闭合开关时，灯泡不亮，已经确定是由灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路进行如下检查并做出判断(如表所示)。以上操作和判断错误的是 (　　)A．1 B．2C．3 D．4解析：用直流电压挡接a、b时，若电压表有示数，说明其他位置都是通路，故灯泡断路；若电压表无示数，说明灯泡短路，故A正确；用直流电流挡接a、b时，若电流表有示数，说明其他位置都是通路，故灯泡断路；若电流表无示数，则说明灯泡短路，故B正确；用欧姆挡接a、b时，必须先断开电源的开关，故C错误；若断开开关，用欧姆挡接a、b时，有示数且指针偏转非常大，说明a、b间电阻接近为0，故灯泡应该是短路；若无指针偏转，则说明a、b间电阻为无穷大，灯泡断路，故D正确。答案：C二、闭合电路中的图像问题分析与应用图像既能反映物理量之间的规律关系，又是分析和解决物理问题的一种工具，因此我们把各物理量间的关系或物理过程绘制成图像，既可以帮助分析推理，又可根据图像直接求解。闭合电路中各物理量间的变化关系大都可以用有关图像表示。只要明确各种图像中点、线、面积、斜率及截距等物理量的含义并正确使用图像，闭合电路问题的求解就会既快捷准确又方便灵活。闭合电路中常见的图像有：续表续表续表答案：AD　4．如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡串联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为 (　　)A．5 W,3 W B．20 W,12 WC．46 W,40 W D．60 W,70 W解析：两灯泡串联，故两灯泡中电流相等，而两灯泡两端的电压为220 V，则由题图可知，两灯泡的电流均约为I＝15×10－2 A，甲的电压约为U1＝140 V，而乙的电压约为U2＝80 V，故甲的电功率为P甲＝U1I＝140×15×10－2 W＝21 W，而乙的电功率为P乙＝80×15×10－2 W＝12 W，故B正确，A、C、D错误。答案：B三、创新应用提素养 (一)在家庭生活中的应用1．(2022·广东1月学考)某插座的额定电流为10 A，以下电器单独使用该插座时，安全的是 (　 )①额定功率为60 W，额定电压为220 V的电风扇②额定功率为1 200 W，额定电压为220 V的洗衣机③额定功率为3 000 W，额定电压为220 V的取暖器④额定功率为4 500 W，额定电压为220 V的电热水器A．①或②　　B．仅①　　C．③或①　　D．仅④2. 如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓慢下落，拉动绳子，从而带动发电机转动，使小灯泡发光。某“重力灯”中的重物为18 kg，它在30 min内缓慢下落了2 m, 使规格为“1.5 V, 0.12 W”的小灯泡正常发光。不计绳子重力，则以下说法正确的是 (　　)A．绳子拉力对重物做正功B．重物重力做功的功率为0.12 WC．30 min内产生的电能为360 JD．重物重力势能转化为灯泡电能的效率为60%答案：D　3. 如图为某扫地机器人，其内部电机的电阻为 0.5 Ω，内置锂电池容量为 9 A·h，额定功率为 24 W，额定电压为 8 V，则该扫地机器人正常工作时 (　　)A．额定工作电流是 3 AB．额定工作电流是 16 AC．扫地机器人电池充满电之后最长工作时间为9 hD．扫地机器人每秒消耗电能为 128 J答案：A　(二)在交通工具中的应用4. 为减少汽车排放带来的污染，很多城市开始使用电动汽车， 现有一辆质量为2 t的某品牌电动汽车，其电池每次充满电 后能提供的总电能为60 kW·h，充电时，直流充电桩充电电压为400 V，充电时间为4.5 h，充电效率为95%，以108 km/h的速度在平直高速公路匀速行驶时汽车将总电能转化为机械能的效率为90%，汽车受到的阻力为重力的3%，g取10 N/kg，由此可知(　　)A．充电的平均电流为33 AB．汽车牵引力的功率为15 kWC．汽车能匀速行驶的时间为3 hD．汽车能匀速行驶的距离为350 km答案：C5．[多选]如图为某品牌共享电动单车，与普通电动车不同的是，该共享电动单车采用“共享充电宝＋自行车的方式”，其电池与普通充电宝类似，电池容量只有20 000 mA·h，输入、输出电压均为10 V，输入电流为8 A，输出电流为15 A，可以支持驱动人和单车行驶10 km左右。已知成人在平路上骑电动单车所受阻力约为20 N，则 (　　)A．该单车电池最多储存电能为7.2×104 JB．该单车电池充电时，从零电量充至满电量大约需要时间2.5 hC．该单车电池电能的有效利用率约为27.8%D．成人采用“电动＋人力”方式在平路上骑行时，最大行车速度为7.5 m/s答案：BC