2014届高考物理复习学案 专题21 焦耳定律 闭合电路欧姆定律 新课标.doc

专题21 焦耳定律 闭合电路欧姆定律 一、考点扫描 （一）知识整合 1、电动势（E）：（1）物理意义：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。 （2）定义： 。 （3）公式： ，单位： （4）电源的电动势等于电源没有接入电路时 2、电功：（1）定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷所做的功叫电功。 （2）公式：W= 单位： 符号： 3、电功率：（1）定义：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫做电功率。 （2）公式：P= 单位： 符号： 4、焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的 跟导体的电阻和通电时间成 比. （2）公式：Q= （3）电功与电热的关系：在 电路中电功等于电热，在 电路中电功大于电热。 5、电源的功率和效率： （1）功率：①电源的功率（电源的总功率）PE= ②电源的输出功率P出= ③电源内部消耗的功率Pr= （2）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路） 6、闭合电路欧姆定律 （1）内容： （2）公式：I= 常用表达式还有： ， ， （二）重难点阐释 为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下： 注意：1、电功和电热的区别： 4．闭合电路的U-I图象 右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。 二、高考要点精析 （一）关于电功、电热的计算问题 ☆考点点拨 关于电功、电热的计算，一定要弄清是否是纯电阻电路。纯电阻电路中，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t= 非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电功大于电热：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。 ☆考点精炼 1．某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）。 （二）对电源电动势的理解 ☆考点点拨 电源是把其他形式能转化为电能的装置，电动势表征电源把其他形式能转化为电能的本领，电源的电动势决定于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关。 ☆考点精炼 2．铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池铅蓄电池干电池电路电源化学能☆考点点拨 闭合电路欧姆定律的表达形式有： ①E=U外+U内 ② （I、R间关系） ③U=E-Ir（U、I间关系） ④（U、R间关系） 从③式看出：当外电路断开时（I = 0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。 点评： （1）电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。 （2）解答闭合电路问题的一般步骤： ①首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。 ②解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（I=）直接求出I；若内外电路上有多个电阻值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。 ③求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 第二课时 （四）关于电源的输出功率问题 ☆考点点拨 要搞清几个概念： ①电源的功率（电源的总功率）PE=EI ②电源的输出功率P出=UI ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r ⑵电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路） 电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示