2019学年高中物理选修3-1沪科版课件：4.4电路中的能量转化与守恒

【测控指导】高二物理沪科版选修3-1优化作业：4.4 电路中的能量转化与守恒 Word版含解析[ 高考]

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珍贵文档第4章探究闭合电路欧姆定律

4.4 电路中的能量转化与守恒

一、选择题

1、一根电阻丝,通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J。若在相同的时间内通过4 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )。

A.4 V 16 J B.8 V 16 J

C.4 V 32 J D.8 V 32 J

解析:设电阻丝电阻为R,开始所加电压为U1,则W1=q1U1,故U1=4 V;设后来所加电压为U2,产生的热量为W2,则I2=2qt=2UR①

又I1=1qt=1UR②

由①②得

U2=21qqU1=42×4 V=8 V

W2=q2U2=4×8 J=32 J

答案:D

2、日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1,它与电热丝的电阻R2相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,通过的电流为I,消耗的电功率为P,则下列选项中正确的是( )。

A.IU>P B.IU=P

C.P>I2(R1+R2) D.P=I2(R1+R2)

解析:根据电功率的定义:P=UI,可知选项B正确;电功率分为三部分:线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率。

答案:BC

3、

(2011·潍坊高二考试)一只手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时,待机100小时”,则该手机通话和待机消耗的功率分别约为( )。

A.1.8 W 5.4×10-2 W

B.0.6 W 1.8 ×10-2 W

C.3.6 W 0.108 W 专业文档

珍贵文档 D.6.48×103 W 1.94×102 W

解析:由题图中所提供的“3.6 V 500 mAh ”,根据功和电功率的有关知识,可求通话时消耗的功率为P1=3.6500?3?VmAhh=0.6 W,待机时消耗的功率为P2=3.6500?100?VmAhh=1.8×10-2 W。

高中物理 4.4 电路中的能量转化与守恒同步精练沪科版

1 第4课时电路中的能量转化与守恒

1.一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是 ( )

A．4 V,16 J B．8 V,16 J

C．4 V,32 J D．8 V,32 J

解析：利用W＝qU可求出电压U1，再由I＝qt＝UR可以求出U2，然后利用W＝qU求W2.

设电阻丝电阻为R，开始所加电压U1，则W1＝q1U1

即8＝2U1，故U1＝4 V.

设后来所加电压为U2，产生的热量为W2，则

I2＝q2t＝U2R ①

又I1＝q1t＝U1R ②

由①②得U2＝q2q1U1＝42×4 V＝8 V

W2＝q2U2＝4×8 J＝32 J.

答案：D

2.一幢居民楼住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，如图4－4－7所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是 ( )

A．P＝I2R B．P＝U2/R

C．P＝IU D．P＝Wt

答案：CD

3．关于四个公式：①P＝UI；②P＝I2R；③P＝U2R；④P＝Wt.下列叙述中正确的是

( )

A．公式①④适用于任何电路的电功率

B．公式②适用于任何电路的电热功率图4－4－7 2 C．公式①②③适用于任何电路电功率

D．上述没有一个正确

答案：AB

4．如图4－4－8所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是

( )

A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗

B．灯多时各灯两端的电压较低

高中物理(沪科版选修3-1)学业分层测评：第4章电路中的能量转化与守恒含答案

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高中物理（沪科版选修3-1）学业分层测评：第4章

电路中的能量转化与守恒含答案

______年______月______日

____________________部门

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(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．(多选)在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是( )

A．在任何电路中，电功UIt＝I2Rt

B．在任何电路中，电功为UIt，电热为I2Rt

C．在纯电阻电路中，UIt＝I2Rt

D．在非纯电阻电路中，UIt≥I2Rt

【解析】在纯电阻电路中，UIt＝I2Rt，在非纯电阻电路中，UIt>I2Rt.故A，D错误，B，C正确．

【答案】 BC

2．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图446所示)．下列说法中正确的是( )

【导学号：29682082】

图446

A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大

页码 / 总页数 B．开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小

C．开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热功率较小

D．开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变

【解析】开关接通将灯泡短路，电灯熄灭，电路中总阻值减小，由P＝知，电路的总电功率增大，A对，B错；开关断开时，电灯发光，电路中总阻值较大，由P＝知，电路的总电功率较小，电烙铁发热功率较小，C、D错.

【答案】 A

3．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( )

A．1∶1 B．2∶1

C．4∶1 D．1∶4

【解析】串联后电阻为R1＝2r，产生的热量为Q1＝·t串＝·t串；并联后电阻为R2＝，产生的热量为Q2＝·t并＝·t并，若要Q1＝Q2，所以有t串∶t并＝4∶1.

高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律4.4电路中的能量转化与守恒学案沪科版选修3_150

》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《

马鸣风萧萧整理学案4 电路中的能量转化与守恒

[目标定位] 1.理解电功、电功率的概念与公式并能进行相关计算.2.理解电功和电热、电功率

与热功率的区别与联系，知道纯电阻电路、非纯电阻电路中热量的计算.3.明确闭合电路的效

率与功率，会分析闭合电路电源的最大输出功率．

一、电功和电功率

1.如图1所示，电路中电流为I

，通电时间为t

，那么在这段时间内通过这段电路的电荷量是

多少？如果电路左、右两端的电势差是U

，在电荷q

从左端移到右端的过程中．静电力做的

功是多少？

图1

2．电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”是否相同，两者间有何关系？

[要点总结]

1．电流做了多少功，就有多少________转化为其他形式的能，即电功等于电路中________

的减少量．

2．电功的实质：电流通过一段电路所做的功，实质是________力在这段电路中所做的功．

3．电功的计算公式：W

＝________.

单位：________，符号为J.

常用单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝______________ J.

4．电功率：____________内电流所做的功．它表示电流做功的________．

公式：P

＝W

t＝________，单位：________，符号为________．

例1 一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J．若在相同的时间内通过4 C的电

荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是( )

A．4 V,16 J B．8 V,16 J

》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《

马鸣风萧萧整理C．4 V,32 J D．8 V,32 J

二、焦耳定律

1．某一电路中只含有某一电器元件，即白炽灯、电动机、电炉、电容器、电熨斗、电饭锅、

电解槽其中的一种，分析哪些属于纯电阻电路，哪些属于非纯电阻电路．

2．在电流通过电炉时，能量是如何转化的？在电流通过电动机时，能量又是如何转化的？

物理沪科版选修3-1自我小测：4-4电路中的能量转化与守

自我小测

1两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W”和“20 Ω 40 W”，则它们允许的额定电流之比是( )

A.5/5 B.10/20 C.5/10 D．1/2 000

2两个电阻分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”，则它们的电阻之比为( )

A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16

3供电电路中电源的输出电压为U1，线路上损失的电压为U2，用电器得到的电压为U3，总电流为I，输电线路总电阻为R。若计算线路的损失功率，可用的公式有( )

A．I2R B．U22/R

C．(U1－U3)2/R D．I(U1－U3)

4如图所示电路中，R1＝R3＜R2＝R4，在ab两端接上电源后，设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4，则它们的大小关系是 …(

)

A．P1＝P3＜P2＝P4

B．P2＞P1＞P3＞P4

C．P2＞P1＞P4＞P3

D．P1＞P2＞P3＞P4

5电功率的计算公式P＝U2R中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于( )

A．计算电冰箱的功率

B．计算电风扇的功率

C．计算电烙铁的功率

D．计算一切用电器的功率

6已知两电阻R1、R2的I－U图线如图所示，把R1、R2并联接到一电源上，R1消耗的功率为6 W，则电源输出的功率是( )

A．8 W B．10 W C．15 W D．22 W

7如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在开关S处于闭合状态下，若将开关S1由位置1切换到位置2，则(

)

A．电压表的示数变大

B．电池内部消耗的功率变大

学年沪科版选修31电路中的能量转化与守恒教案

一、教学目的

〔一〕知识与技艺

1．了解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实践功率和额外功率。

2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt〔P=I2R〕、Q=U2t/R〔P=U2/R〕的顺应条件。

3．知道非纯电阻电路中电能与其他方式能转化关系，电功大于电热。

4．能运用能量转化与守恒的观念处置复杂的含电动机的非纯电阻电路效果。

〔二〕进程与方法

经过有关实例，让先生了解电流做功的进程就是电能转化为其他方式能的进程。

〔三〕情感态度与价值观

经过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。

三、重点与难点：

重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点：主要在先生对电路中的能量转化关系缺乏理性看法，接受起来比拟困难。

四、教学进程：

〔一〕温习上课时内容

要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。

提出效果，引入新课

1．经过前面的学习，可知导体内自在电荷在电场力作用下发作定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？〔做功，而且做正功〕

2．电场力做功将惹起能量的转化，电能转化为其他方式能，举出一些大家熟习的例子：电能→机械能，如电动机。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。

本节课将重点研讨电路中的能量效果。

〔二〕新课解说-----第五节、焦耳定律

1．电功和电功率

〔1〕．电功定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表示。

实质：是能量守恒定律在电路中的表达。即电流做功的进程就是电能转化为其他方式能的进程，在转化进程中，能量守恒，即有多少电能增加，就有多少其他方式的能添加。

表达式：W = Iut ①

【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。

单位：焦耳〔J〕。1J=1V·A·s

沪教版高二物理上学期选修3-1第4章探究闭合电路欧姆定律4.4电路中的能量转化与守恒培优练习

2020-2021学年上学期沪教版选修3-1第4章探究闭合电路欧姆定律4.4电路中的能量转化与守恒培优练习

一、选择题

1．如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻R1、R2的图线．现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙．由图像一定能确定的是( )

A．1R<2R B．电源与R1组成回路时，电源输出功率较大

C．电源与R1组成回路时，电源内阻消耗的功率较小 D．两种情况下电源效率相同

2．如图甲所示为一款儿童电动汽车，该款电动汽车的部分参数如图乙所示，则下列说法正确的是 ( )

A．电源规格中的4.5 A·h，A·h 是能量的单位

B．电机的输出功率小于24W

C．电机线圈的电阻为6 Ω

D．行驶过程中电机突发故障，被卡住无法转动，此时通过电机的电流为 2 A

3．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知( )

A．电源最大输出功率可能大于45W B．电源内阻一定等于5Ω

C．电源电动势为45V D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%

4．如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是( )

A．2W,33.3% B．4W,33.3% C．2W,66.7% D．4W,66.7%

5．如图是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为 7 kg, 则吊扇（g=10m/s2）（）

A．吊扇的内电阻为880Ω B．以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25 A

C．正常工作时吊扇机械功率等于55 W D．正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70 N

高二物理选修3-1测量电源的电动势和内阻_经典案例分析_电路中的能量转化与守恒(精品)知识精讲

上海科技版

用心爱心专心高二物理选修3－1测量电源的电动势和内阻经典案例分析电路中的能量转化与守恒

【本讲教育信息】

一、教学内容

测量电源的电动势和内阻经典案例分析电路中的我能量转化与守恒

二、考点点拨

本节课的相关内容测量电源的电动势和内阻及相关应用是高中电学阶段的重点实验内容，是高考常考的知识点之一。

三、跨越障碍

（一）实验目的

测定电源的电动势和内阻

（二）实验原理

根据闭合电路欧姆定律内外UUE，则路端电压IrEU外。由于电源电动势E和内阻r不随外电路负载变化而改变，如当外电路负载增大时，电路中电流减小，内电压减小，使路端电压增大，因此只要改变负载电阻，即可得到不同的路端电压。在电路中接入的负载电阻分别是R1、R2时，对应的在电路中产生的电流为1I、2I，路端电压为U1、U2，则代入IrEU外中，可获得一组方程rIEU11，rIEU22从而计算出E、r。有2112IIUUr、211221IIUIUIE。

（三）实验器材

被测电池（干电池）；电压表；电流表；滑动变阻器；电键和导线

（四）实验步骤

1. 确定电流表、电压表的量程，按如图所示电路把器材连接好。

2. 把变阻器的滑动片移到最右端。

3. 闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值。

4. 断开电键，整理好器材。

5. 数据处理，用原理中的方法计算或在U—I图中找出E、r。

（五）注意事项

1. 使用内阻大些的干电池，在实验中不要将电流调得过大，每次读完I、U读数立即断电，以免干电池在大电流放电时极化现象过重，E、r明显变化。上海科技版

用心爱心专心 2. 在画U—I图像时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，不用顾及个别离开较远的点，以减少偶然误差。

沪科版高中物理选修3-1学案：第4章探究闭合电路欧姆定律4.4电路中的能量转化与守恒学案

1 4.4 电路中的能量转化与守恒

学

习目标知识脉络

1.理解电功与电热的区别与联系，知道焦耳定律．(重点)

2．理解电功与电功率，掌握电源的几个功率与效率．(重点、难点)

3．知道常见用电器及其能量转化的情况，了解电路中能的转化与守恒，树立节约用电的意识.

电功

与电热的关系分析

[先填空]

1．电功的公式：W＝UIt.

2．电功率计算公式：P＝UI.

3．焦耳定律：Q＝I2Rt.

4．热功率计算公式：P＝I2R.

5．P＝UI是某段电路的电功率，P＝I2R是这段电路上的热功率，纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中电功率大于热功率．

[再判断]

1．电功率越大，相同时间内电流做的功越多．(√)

2．根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．(×)

3．纯电阻电路和非纯电阻电路工作时能量转化情况相同，都是把电能转化为内能．(×)

[后思考]

理发店里的吹风机能够吹出热风，使头发很快变干．吹风机上的电功率和热功率是否相等？

【提示】吹风机的电路是非纯电阻电路，故电功率和热功率不相等．

2 [合作探讨]

如图441所示，电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V 12 W”，电动机线圈的电阻RM＝0.50 Ω.

图441

探讨1：灯泡L上流过的电流是否可以用IL＝URL＋RM求解？为什么？

【提示】不可以．因为有电动机工作的电路不是纯电阻的电路．

探讨2：若灯泡恰好正常发光，则电动机消耗的功率和发热功率各多大？

【提示】 P＝IMUM＝WLUL(U－UL)＝12 W.

P热＝I2MRM＝(WLUL)2·RM＝2 W.

[核心点击]

1．纯电阻电路和非纯电阻电路

纯电阻电路非纯电阻电路

元件特点电路中只有电阻元件电路中除电阻外，还包括能把电能转化为其他形式能的用电器

电流、电压、电

阻三者的关系遵循欧姆定律I＝UR 不遵循欧姆定律，U>IR或I

高中物理(沪科版)选修3-1课时作业4.4电路中的能量转化与守恒

1．关于三个公式P＝UI，P＝I2R，P＝U2R的适用范围，以下说法正确的是( )

A．第一个公式普遍适用于求电功率，后两式普遍适用于求热功率

B．在纯电阻电路中，三个公式既可适用于求电功率，又可适用于求热功率

C．在非纯电阻电路中，第一个公式可适用于求电功率，第二个公式可用于求热功率，第三个公式没有意义

D．由U＝IR可知，三个公式没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P即是电功率，也是热功率

【解析】首先要明确，欧姆定律U＝IR只适用于纯电阻电路，因此三个公式在纯电阻电路中没有区别，但在非纯电阻电路中它们互不相同．其次，P＝UI表示电功率，而P＝I2R表示热功率．因此，在纯电阻电路中，UI＝I2R，消耗的电能全部转化为内能；而在非纯电阻电路中，UI>I2R，即消耗的电能只有部分转化为内能．

【答案】 BC

2．(2012·潍坊高二检测)额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( )

A．电风扇最多 B．电烙铁最多

C．日光灯最多 D．一样多

【解析】在三种用电器中，只有电烙铁是纯电阻用电器．将电能全部转化为内能，故B选项正确．

【答案】 B

3．(2012·哈尔滨高二检测)用E表示电源电动势，U表示路端电压，Ur表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是( )

A．Ur＝IR B．Ur＝E－U

C．U＝E＋Ir D．U＝RER＋r

【解析】因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路，所以I＝ER＋r不一定成立，Ur＝E－U一定成立，故D错误、B正确；Ur＝Ir，A错误；U＝E－Ir，C错误．

【答案】 B 4．(2012·南京高二检测)如图4－4－7所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V、60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则(